JP2011125211A - 携帯機器及びそれのバッテリ充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯機器及びそれのバッテリ充電方法が提供される。
【解決手段】本発明に係る携帯機器は、電磁気誘導方式を通じて第１電源信号を受信する近距離アンテナと、磁気共鳴方式を通じて第２電源信号を受信する遠距離アンテナと、第１電源信号から電源を生成する第１電源生成回路と、第２電源信号から電源を生成する第２電源生成回路と、前記生成された電源を通じて充電されるバッテリとを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は携帯機器に係り、特に、アンテナを通じてバッテリを充電する携帯機器及びそれのバッテリ充電方法に関する。

携帯機器は使用者によって携帯され、どこでも簡便に利用することができるという長所を有する。このような携帯機器は、例えば、携帯電話、スマートフォン、個人情報端末機（ＰＤＡ:Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルメディアプレーヤ（ＰＭＰ:Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、デジタルオーディオプレーヤ（ＤＡＰ:Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｐｌａｙｅｒ）、ノートブック、ネットブック、カメラ、カムコーダー、及び電子ブック（ｅ−ｂｏｏｋ）などを含む。携帯機器には動作電源が供給されるためのバッテリが内蔵されるか、または付着する。

バッテリは一定の容量を有しており、決められた容量内でバッテリの充電が可能である。もし、バッテリに充電された電源が消耗されれば、バッテリを使用する携帯機器は正常に動作することができなくなる。

したがって、携帯機器のバッテリを充電する方式のうちの１つでは接点方式がある。接点方式はバッテリのプラス／マイナス端子と充電器のプラス／マイナス端子とを相互間に接触させてバッテリを充電する。しかし、このような接点方式は端子に異物が存在するか、または端子が腐食された場合に、バッテリを正常に充電させることができないという問題点がある。

韓国特許登録第１０−０３６１７５５号公報 米国特許登録第７６３３２６３号公報

本発明の目的は、無接点方式でバッテリを充電する携帯機器及びそれのバッテリ充電方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、充電機器との離隔距離にかかわらず、アンテナを通じてバッテリを充電することができる携帯機器及びそれのバッテリ充電方法を提供することにある。

本発明に係る携帯機器は、電磁気誘導方式を通じて第１電源信号を受信する近距離アンテナと、磁気共鳴方式を通じて第２電源信号を受信する遠距離アンテナと、前記第１電源信号から電源を生成する第１電源生成回路と、前記第２電源信号から電源を生成する第２電源生成回路と、前記生成された電源を通じて充電されるバッテリとを含む。

この実施形態において、前記近距離アンテナと前記遠距離アンテナは内蔵型アンテナである。

この実施形態において、前記近距離アンテナは前記携帯機器の表面に平行な巻線方向を有する中継器コイルを含む。

この実施形態において、前記近距離アンテナは前記第１中継器コイルと直交する第２中継器コイルをさらに含む。

この実施形態において、前記遠距離アンテナはループアンテナを含むことを特徴とする。

この実施形態において、前記ループアンテナは産業、科学、及び医療帯域の周波数を通じて電源信号を受信する。

この実施形態において、前記第１電源生成回路は前記第１電源信号を直流の電源に変換する第１整流器と、前記電源に含まれたリップルを除去する第１電圧調節器と、前記バッテリの充電状態を示す第１充電状態制御信号を発生し、第１充電イネーブル信号に応答して前記リップルが除去された電源をバッテリに提供する第１保護器とを含む。

この実施形態において、前記第２電源生成回路は前記電源信号からクロック信号を発生するクロック生成器と、前記第２電源信号を直流の電源に変換する第２整流器と、前記電源に含まれたリップルを除去する第２電圧調節器と、前記バッテリの充電状態を示す第２充電状態信号を発生し、充電イネーブル信号に応答して前記リップルが除去された電源をバッテリに提供する第２保護器と、前記電源信号から周波数信号を発生する電圧／周波数変換回路とを含む。

この実施形態において、前記第１充電状態信号に基づいて第１充電イネーブル信号を生成し、前記第２充電状態信号に基づいて第２充電イネーブル信号を生成する信号生成回路をさらに含む。

この実施形態において、前記信号生成回路は前記第１充電イネーブル信号と前記第２充電イネーブル信号とを発生し、前記クロック信号を受信し、前記充電機器に前記携帯機器の認証のための認証メッセージを発生する充電制御器と、前記認証メッセージをエンコーディングするエンコーダと、前記エンコーディングされた認証メッセージを前記周波数信号に対応するように変調して前記遠距離アンテナを通じて送信する変調器とを含む。

この実施形態において、前記認証メッセージは前記携帯機器の識別子情報を含む。

本発明に係る携帯機器のバッテリ充電方法は、充電機器との離隔距離に応じて近距離アンテナと遠距離アンテナのうちの少なくとも１つのアンテナを通じて電源信号を受信する段階と、前記電源信号を直流の電源に変換する段階と、前記直流変換された電源のリップルを除去する段階と、バッテリの充電状態を考慮してリップルが除去された電源をバッテリに提供する段階とを含み、前記近距離アンテナは電磁気誘導方式を使用し、前記遠距離アンテナは磁気共鳴方式を使用する。

この実施形態において、前記電源信号を受信する段階は、携帯機器の表面に平行な巻線方向を有する少なくとも１つの中継器コイルで構成された近距離アンテナを通じて電源信号を受信する。

この実施形態において、前記中継器コイルのうちの第１中継器コイルは他の第２中継器コイルと相互間に直交する。

この実施形態において、前記電源信号を受信する段階はループコイルで構成された遠距離アンテナを通じて電源信号を受信する。

この実施形態において、前記充電機器で前記携帯機器の認証のための認証メッセージを送信する段階をさらに含む。

この実施形態において、前記認証メッセージは前記第２電源信号から獲得された周波数に変調して送信する。

この実施形態において、前記充電機器で前記バッテリの充電状態を考慮し、前記第１電源信号と前記第２電源信号のうちのいずれか１つの電源信号の提供を要請する充電要請メッセージを送信する段階をさらに含む。

この実施形態において、前記充電要請メッセージを前記第２電源信号から獲得された周波数に変調して送信する。

本発明によると、本発明で提案された携帯機器は、充電機器から無接点方式でバッテリを充電することができる。また、本発明で提案された携帯機器は、充電機器との離隔距離にかかわらず、アンテナを通じてバッテリを充電することができる。

本発明の実施形態に係る携帯機器の充電システムを示す図である。 図１に示した充電機器の充電コイルと携帯機器のアンテナとを示す図である。 図１に例示的に示した携帯機器の構造を示す図である。 図３に示した第１電源生成回路の構造を例示的に示す図である。 図３に示した第２電源生成回路の構造を例示的に示す図である。 図３に示した信号生成回路を例示的に示す図である。 図１に示した携帯機器において電磁気誘導方式で電源信号を受信する動作を概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態に係る電源信号を受信するアンテナ構造を示す図である。

以下、本発明に係る望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。下記の説明では本発明に係る動作を理解するのに必要な部分のみが説明され、その他の部分の説明は本発明の要旨を濁さないように省略されることに留意しなければならない。

本発明は、無接点方式でバッテリ電源を充電する携帯機器及びそれのバッテリ充電方法を提供する。本発明の携帯機器は、バッテリを無接点方式で充電するためにアンテナを使用すると仮定する。

図１は、本発明の実施形態に係る携帯機器の充電システムを示す図である。

図１を参照すると、携帯機器の充電システムは、充電機器１００と携帯機器２００とを含む。

充電機器１００は携帯機器２００の充電のための電源信号を発生する。充電機器１００は携帯機器２００のバッテリを充電するために電源信号を発生する。充電機器１００は電源信号を通じて無接点方式で携帯機器のバッテリを充電させることができる。充電機器１００は電源信号の発生のための充電コイルを含む。

携帯機器２００は使用者機器であり、バッテリから供給された動作電源により動作する。携帯機器２００は動作電源が供給されるためのバッテリを内部に含むか、または付着することができる。携帯機器２００は充電機器１００から受信された電源信号を使用してバッテリを充電することができる。

本発明において携帯機器２００は電源信号を受信するための少なくても２つのアンテナ２１０、２２０を備えることができる。携帯機器２００は充電機器１００との距離を考慮してアンテナ２１０、２２０の各々で互いに異なる方式で電源信号を受信することができる。

充電機器１００と近い所、一例として充電コイルの表面に位置した携帯機器２００は第１アンテナ２１０を使用することができる。第１アンテナ２１０は電磁気誘導方式を通じて電源信号を受信する。ここで、電磁気誘導方式は近接したコイルの間に発生された電源信号を用いてバッテリを充電する方式である。第１アンテナ２１０は電磁気誘導方式の電源信号受信のための中継器コイルを含む。また、第１アンテナ２１０は充電コイルの表面（または携帯機器の表面）に平行になるように、互いに異なる巻線方向を有する２つ以上の中継器コイルを含むこともできる。

充電機器１００と遠い所に位置した携帯機器２００は第２アンテナ２２０を使用することができる。第２アンテナ２２０は磁気共鳴方式を通じて電源信号を受信する。ここで、磁気共鳴方式は特定周波数帯域で共鳴する電磁気波形態の電源信号を同一の周波数で共鳴するアンテナに受信してバッテリを充電する方式である。一例として、第２アンテナ２２０は磁気共鳴方式の電源信号の受信のためのループコイルを含む。

本発明において携帯機器２００は充電機器１００からアンテナを通じて電源信号を受信することによって、無接点方式により信号を受信することができる。また、携帯機器２００は充電機器１００との距離に応じて適するアンテナを使用することによって、充電機器１００との離隔距離にかかわらず、バッテリを充電することができる。

図２は、図１に示した充電機器の充電コイルと携帯機器のアンテナとを示す図である。

図２を参照すると、充電機器１００は充電コイル１１０、１２０を含み、携帯機器２００はアンテナ２１０、２２０を含む。

第１充電コイル１１０は電磁気誘導方式の電源信号を発生する。

第１アンテナ２１０は第１充電コイル１１０と相互間にインダクティブカップリングされる。ここで、インダクティブカップリング（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）は第１充電コイル１１０から第１アンテナ２１０に磁気場を通じて電源信号（電気エネルギー）を移動させる。第１アンテナ２１０は第１充電コイル１１０で発生された電源信号を受信する。第１アンテナ２１０は巻線形態を有する中継器コイルを含むことができる。第１アンテナ２１０は第１充電コイル１１０の表面に平行な巻線方向を有する中継器コイルを含むことによって、電源送信が効率的に行われることができる。第１アンテナを通じて受信された電源信号は誘導周波数を有する。一例として、誘導周波数は１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ帯域の周波数を含む。

電磁気誘導方式の第１充電コイル１１０と第１アンテナ２１０はインダクティブカップリングのために相互間に隣接しなければならない。したがって、第１充電コイル１１０と第１アンテナ２１０は近距離で電源送信効率が優れている。

また、第１アンテナ２１０は少なくとも２つの中継器コイルを含むことができる。第１アンテナ２１０の中継器コイルの各々はｘ、ｙ、ｚ面のうちのいずれか１つの面を基準とする巻線方向を有することができる。したがって、第１アンテナ２１０の中継器コイルは相互間に直交する構造を有する。

第２充電コイル１２０は磁気共鳴方式の電源信号を発生する。

第２アンテナ２２０は第２充電コイル１２０で発生された共鳴周波数に共振される。第２アンテナ２２０は予め設定された共鳴周波数に共振されるループコイルを含むことができる。一例として、共鳴周波数は産業科学医療（ＩＳＭ:Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ）周波数帯域の周波を含む。一例として、共鳴周波数は 2.15 MHz (2.1~2.2 MHz), 13.56 MHz (13~14 MHz)、９００Ｍｈｚ（９０２〜９２８Ｍｈｚ）、２．４ＧＨｚ（２．４〜２．４９７ＧＨｚ）、または５．７ＧＨｚ（５．１５〜５．８２５ＧＨｚ）のＩＳＭ周波数帯域を含む。

磁気共鳴方式の第２充電コイル１２０と第２アンテナ２２０は第１充電コイル１１０と第１アンテナ２１０に比較して遠距離で電源信号を伝送することができる。また、第２充電コイル１２０と第２アンテナ２２０は電磁気誘導方式を用いる第１充電コイル１１０と第１アンテナ２１０の距離的限界を克服することができる。

一方、第２アンテナ２２０は第２充電コイル１２０とデータ信号を送受信することもできる。このために、第２充電コイル１２０はループコイルで構成されることができ、充電機器１００のアンテナ機能を有することができる。

第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０は携帯機器２００の内部に内蔵されたアンテナ、すなわちインテナ（Ｉｎｔｅｎｎａ）形態で実現されることができる。また、第２アンテナ２２０としてループアンテナが使用され、第１アンテナ２１０として中継器コイルが使用されれば、ループアンテナの内部に中継器コイルが位置することができる。

したがって、本発明では少なくとも２つの方式を通じて電源信号を送受信することによって、充電機器１００と携帯機器２００との間の離隔距離にかかわらず、携帯機器２００のバッテリを充電することができる。

図３は、図１に例示的に示した携帯機器の構造を示す図である。

図３を参照すると、携帯機器２００は、第１アンテナ２１０と、第２アンテナ２２０と、第１電源生成回路２３０と、第２電源生成回路２４０と、信号生成回路２５０と、バッテリ２６０と、コア２７０とを含む。

第１アンテナ２１０は充電機器１００から電磁気誘導方式を通じて第１電源信号ＲＰＯ１を受信する。第１アンテナ２１０は少なくとも１つの中継器コイルを含む。この時、中継器コイルが少なくとも２つである場合、第１アンテナ２１０に含まれた中継器コイルは相互間に直交する構造を有する。

第２アンテナ２２０は充電機器１００から磁気共鳴方式を通じて第２電源信号ＲＰＯ２を受信する。第２アンテナ２２０はループコイルを含む。この時、ループコイルは充電機器の電源信号の共振周波数に共振するように構成される。また、第２アンテナ２２０は携帯機器２００とデータ信号を送受信することもできる。

第１電源生成回路２３０は受信された第１電源信号ＲＰＯ１からバッテリの充電状態を制御するための第１バッテリ状態信号ＳＴＡ１を受信する。ここで受信された第１電源信号ＲＰＯ１は交流信号である。第１電源生成回路２３０は第１バッテリ状態信号ＳＴＡ１を信号生成回路２５０に提供する。

第１電源生成回路２３０は第１アンテナ２１０から受信された交流の電源信号ＲＰＯ１を直流の電源ＰＯに変換する。第１電源生成回路２３０は信号生成回路から提供される第１充電イネーブル信号ＥＮ１に応答してバッテリ２６０に電源ＰＯを供給する。

第２電源生成回路２４０は受信された第２電源信号ＲＰＯ２から充電のための制御信号を伝送するための周波数信号ＦＲとクロック信号ＣＬＫとを発生し、バッテリ充電状態を制御するための第２バッテリ状態信号ＳＴＡ２を発生する。ここで受信された電源信号ＲＰＯ２は交流信号である。第２電源生成回路２４０は周波数信号ＦＲ、第２バッテリ状態信号ＳＴＡ２、及びクロック信号ＣＬＫを信号生成回路２５０に提供する。第２電源生成回路２４０は第２アンテナ２２０から受信された交流の電源信号ＲＰＯ２を直流の電源ＰＯに変換する。第２電源生成回路２４０は信号生成回路２５０に提供される第２充電イネーブル信号ＥＮ２に応答してバッテリ２６０に電源ＰＯを供給する。

信号生成回路２５０は第１バッテリ状態信号ＳＴＡ１に応答して第１充電イネーブル信号ＥＮ１を発生するか、または第２バッテリ状態信号ＳＴＡ２に応答して第２充電イネーブル信号ＥＮ２を発生する。信号生成回路２５０は第１バッテリ状態信号ＳＴＡ１によってバッテリ２６０の充電状態を確認する。バッテリ２６０の充電が完了されない場合、信号生成回路２５０は第１充電イネーブル信号ＥＮ１を発生する。また信号生成回路２５０は第２バッテリ状態信号ＳＴＡ２によってバッテリ２６０の充電状態を確認する。バッテリ２６０の充電が完了されない場合、信号生成回路２５０は第２充電イネーブル信号ＥＮ２を発生する。

信号生成回路２５０は充電機器１００から第１電源信号ＲＰＯ１または第２電源信号ＲＰＯ２を受けるための認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧまたは充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧを生成する。信号生成回路２５０は第２アンテナを通じて認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧまたは充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧを送信することができる。認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧは充電機器１００から携帯機器２００のバッテリ充電を認証するために送信するメッセージであり、充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧはバッテリ充電のための電源信号送信を要請するメッセージである。

バッテリ２６０は複数の電源セルを含み、第１電源生成回路２３０または第２電源生成回路２４０から提供される電源ＰＯを電源セルの各々に貯蔵する。すなわち、バッテリ２６０は電源生成回路２３０から提供される電源ＰＯによって充電される。

コア２７０は携帯機器の種類または機能に応じて必要なモジュールを含むことができる。コア２７０はバッテリ２６０から提供される電源によって動作する。

図４は、図３に示した第１電源生成回路の構造を例示的に示す図である。

図４を参照すると、第１電源生成回路２３０は、第１整流器２３１と、第１電圧調節器２３２と、第１保護器２３３とを含む。

第１整流器２３１は受信された第１電源信号ＲＰＯ１を直流の第１電源ＰＯ１'に変換する。第１整流器２３１はシンクロナス整流器であり得る。

第１電圧調節器２３２は整流された第１電源ＰＯ１'に含まれたリップルを減少させて出力する。

第１保護器２３３はバッテリ２６０の過負荷を制御するための保護器である。第１保護器２３３はバッテリ２６０の充電状態を検出し、充電状態の検出による第１充電状態信号ＳＴＡ１を発生する。第１保護器２３３は第１充電状態信号ＳＴＡ１に対応して第１充電イネーブル信号ＥＮ１を受信する。第１保護器２３３は第１充電イネーブル信号ＥＮ１に応答してリップルを減少させた電源ＰＯをバッテリに提供する。

図５は、図３に示した第２電源生成回路の構造を例示的に示す図である。

図５を参照すると、第２電源生成回路２４０は、クロック生成器２４１と、第２整流器２４２と、第２電圧調節器２４３と、第２保護器２４４と、電圧／周波数変換器２４５とを含む。

クロック生成器２４１は受信された第２電源信号ＲＰＯ２から携帯機器２００と充電機器１００の同期のためのクロックＣＬＫ信号とを生成する。ここで、クロック生成器２４１は第１電源生成回路２３０に含まれることもできる。

第２整流器２４２は受信された第２電源信号ＲＰＯ２を直流の第２電源ＰＯ２'に変換する。第２整流器２４２はシンクロナス整流器であり得る。

第２電圧調節器２４３は整流された第２電源ＰＯ２'に含まれたリップルを減少させて出力する。

第２保護器２４４はバッテリ２６０の過負荷を制御するための保護器である。第２保護器２４４はバッテリ２６０の充電状態を検出し、充電状態検出による第２充電状態信号ＳＴＡ２を発生する。第２保護器２４４は第２充電状態信号ＳＴＡ２に対応して充電イネーブル信号ＥＮ２を受信する。第２保護器２４４は充電イネーブル信号ＥＮ２に応答してリップルを減少させた電源ＰＯをバッテリに提供する。

電圧／周波数変換器２４５は電圧／周波数の変換によって受信された電源信号から周波数信号ＦＲを発生する。

図６は、図３に示した信号生成回路を例示的に示す図である。

図６を参照すると、信号生成回路２５０は、充電制御器２５１と、エンコーダ２５２と、変調器２５３とを含む。

充電制御器２５１は携帯機器２００が充電機器１００から電源提供が可能な携帯機器２００であるか否かを認証するための認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧを生成する。認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧは携帯機器２００の機器識別子ＩＤ（一例として、媒体接近制御（ＭＡＣ:Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス）を含む。

充電機器１００との認証を通じて携帯機器２００の充電動作が開始されれば、充電制御器２５１は第１充電状態信号ＳＴＡ１または第２充電状態信号ＳＴＡ２を受信する。充電制御器２５１は第１充電状態信号ＳＴＡ１または第２充電状態信号ＳＴＡ２を通じて現在バッテリ２６０の充電状態を確認する。充電制御器２５１は第１充電状態信号ＳＴＡ１に応答してバッテリ充電のための第１充電イネーブル信号ＥＮ１を発生し、第２充電状態信号ＳＴＡ２に応答してバッテリ充電のための第２充電イネーブル信号ＥＮ２を発生する。充電制御器２５１は第１イネーブル信号ＥＮ１を第１保護器２３３に出力するか、または第２イネーブル信号ＥＮ２を第２保護器２４４に出力する。充電制御器２５１はバッテリ２６０に提供される電源ＰＯの供給または遮断を制御する。

充電制御器２５１は第１充電状態信号ＳＴＡ１または第２充電状態信号ＳＴＡ２に応じてバッテリ２６０の充電が要求されれば、充電機器１００に送信する充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧを生成する。充電制御器２５１は充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧを通じて充電機器１００から電源信号の提供を要請することができる。

充電制御器２５１は認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧと充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧとを一例として、プリアンブル領域、固有認識コード領域、及びデータ領域を含むパッケージデータ形態で生成することができる。

エンコーダ２５２は充電制御器２５１を通じて生成されたメッセージ、一例として、認証メッセージＡＵＤ＿ＭＳＧと充電要請メッセージＣＨＡ＿ＭＳＧとをあらかじめ設定されたエンコーディング方式でエンコーディングする。

変調器２５３はエンコーディングされたメッセージの送信のために周波数信号に変調する。変調器２５３は変調のために電源信号ＲＰＯから検出された周波数信号ＦＲを受信し、エンコーディングされたメッセージを周波数信号ＦＲによって変調する。変調器２５３は一例として、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ:Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を用いることができる。変調器２５３は変調されたメッセージ信号を第２アンテナ２２０を通じて充電機器１００に送信する。

図７は、図１に示した携帯機器において電磁気誘導方式で電源信号を受信する動作を概略的に示す図である。

図７を参照すると、携帯機器２００は電磁気誘導方式で電源信号を受信するために充電機器１００の充電コイルの表面に平行な中継器コイルを含む。

携帯機器２００の第１アンテナ２１０は一例として、中継器コイルは充電コイルの表面に平行になるように複数個を含む。すなわち、充電コイルの巻線面と平行な複数の中継器コイルを含む。したがって、充電コイル上で携帯機器２００の位置にかかわらず、電磁気誘導方式の電源信号受信の性能が低下しない。

図８は、本発明の他の実施形態に係る電源信号を受信するアンテナ構造を示す図である。

図８を参照すると、スマートカード３００は、第１アンテナ３１０と、第２アンテナ３２０と、集積回路（ＩＣ）チップ３３０とを含む。

スマートカード３００は携帯機器に挿入されることができる。携帯機器は電源信号受信のための別途のアンテナを具備しなくても良い。この時、内部に第１アンテナ３１０と第２アンテナ３２０とを含んだスマートカード３００を携帯機器に装着して使用することができる。

第１アンテナ３１０は近距離で電源信号を受信するためのアンテナである。第１アンテナ３１０は電磁気誘導方式で電源信号を受信する。ここで、第１アンテナ３１０は中継器コイルを含む。

第２アンテナ３２０は遠距離で電源信号を受信するためのアンテナである。第２アンテナ３２０は磁気共鳴方式で電源信号を受信する。ここで、第２アンテナ３２０はループコイルを含む。

図８において、携帯機器に挿入されるスマートカードに本発明で提案したアンテナ（近距離通信する第１アンテナ３１０及び遠距離通信する第２アンテナ３２０）を実現した。しかし、本発明で提案したアンテナは携帯機器に挿入されることができる保安デジタル（ＳＤ）カード、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ:Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ）カード、マイクロＳＤ（Ｔ−Ｆｌａｓｈ）カードなどのメモリカードに実現されることができる。

本発明で提案したアンテナ構造は、スマートカードまたはメモリカードなどに実現されることができる。したがって、構造的特性上アンテナを具備することができない携帯機器でもスマートカードまたはメモリカードの挿入を通じて該当のアンテナを利用したバッテリの充電が可能である。

本発明で提案したアンテナを使用する携帯機器では、例えば、携帯電話、スマ−トフォン、個人情報端末機（ＰＤＡ:Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎt）、ポータブルメディアプレーヤ（ＰＭＰ:Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、デジタルオーディオプレーヤ（ＤＡＰ:Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｐｌａｙｅｒ）、ノートブック（ｎｏｔｅｂｏｏｋ）、ネットブック（ｎｅｔｂｏｏｋ）、カメラ（ｃａｍｅｒａ）、カムコーダー（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、及び電子ブック（ｅ−ｂｏｏｋ）などを含む。

本発明において、携帯機器の第１アンテナと第２アンテナは携帯機器の位置に応じて充電機器から電源信号を受信する。本発明の携帯機器はバッテリを電源信号によって充電する。すなわち、本発明では電源信号によって携帯機器のバッテリを無接点方式で充電する。このために、携帯機器は電源充電のために電磁気誘導方式と磁気共鳴方式とを用いることができる。

また、電磁気誘導方式を用いてバッテリを充電する場合、携帯機器は内部に携帯機器の表面に平行な方向の巻線方向を有するコイルでアンテナを構成することによって、携帯機器の充電性能を向上させることができる。

充電機器と近距離に位置した携帯機器は電磁気誘導方式を通じて通信し、充電機器と遠距離に位置した携帯機器は磁気共鳴方式を通じて通信する。充電機器と携帯機器は誘導周波数であり、一例として、１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚ帯域の周波数を用いることができ、共鳴周波数はＩＳＭ帯域（2.15 MHz (2.1~2.2 MHz), 13.56 MHz (13~14 MHz)、９００Ｍｈｚ（９０２〜９２８Ｍｈｚ）、２．４ＧＨｚ（２．４〜２．４９７ＧＨｚ）、または５．７ＧＨｚ（５．１５〜５．８２５ＧＨｚ））の周波数を用いることができる。

一方、充電機器と携帯機器は誘導周波数としてＩＳＭ帯域の周波数を用いることもできる。しかし、誘導周波数は共鳴周波数と異なる帯域のＩＳＭ周波数を用いる。

したがって、携帯機器は充電のために充電機器と近く位置するか、または遠い所に位置することができる。また、携帯機器の距離によるバッテリ充電方式は相互間に互いに異なる周波数帯域を使用し、電源生成回路を独立的に備える。したがって、携帯機器は携帯機器の位置に応じて第１アンテナと第２アンテナとを選択的に使用してバッテリを充電するか、または第１アンテナと第２アンテナとを全部使用してバッテリを充電することができる。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は上述の実施形態によって限定されると解釈されてはいけず、後述の特許請求の範囲だけではなく、この発明の特許請求の範囲と均等なものなどによって決められなければならない。

１００ 充電機器
２００ 携帯機器
１１０ 第１充電コイル
１２０ 第２充電コイル
２１０ 第１アンテナ
２２０ 第２アンテナ
２３０ 第１電源生成回路
２３１ 第１整流器
２３２ 第１電圧調節器
２３３ 第１保護器
２４０ 第２電源生成回路
２４１ クロック生成器
２４２ 第２整流器
２４３ 第２電圧調節器
２４４ 第２保護器
２３５ 電圧／周波数変換器
２５０ 信号生成回路
２５１ 充電制御器
２５２ エンコーダ
２５３ 変調器
２６０ バッテリ
２７０ コア
３００ スマートカード
３１０第 １アンテナ
３２０第 ２アンテナ

Claims (19)

1. 電磁気誘導方式を通じて第１電源信号を受信する近距離アンテナと、
   磁気共鳴方式を通じて第２電源信号を受信する遠距離アンテナと、
   前記第１電源信号から電源を生成する第１電源生成回路と、
   前記第２電源信号から電源を生成する第２電源生成回路と、
   前記生成された電源を通じて充電されるバッテリとを含むことを特徴とする携帯機器。
2. 前記近距離アンテナと前記遠距離アンテナは内蔵型アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
3. 前記近距離アンテナは前記携帯機器の表面に平行な巻線方向を有する第１中継器コイルを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
4. 前記近距離アンテナは前記第１中継器コイルと直交する第２中継器コイルをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の携帯機器。
5. 前記遠距離アンテナはループアンテナを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
6. 前記第１電源信号と第２電源信号は互いに異なる帯域の周波数を使用することを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
7. 前記第１電源生成回路は、
   前記第１電源信号を直流の電源に変換する第１整流器と、
   前記電源に含まれたリップルを除去する第１電圧調節器と、
   前記バッテリの充電状態を示す第１充電状態制御信号を発生し、第１充電イネーブル信号に応答して前記リップルが除去された電源をバッテリに提供する第１保護器とを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
8. 前記第２電源生成回路は、
   前記第２電源信号からクロック信号を発生するクロック生成器と、
   前記第２電源信号を直流の電源に変換する第２整流器と、
   前記電源に含まれたリップルを除去する第２電圧調節器と、
   前記バッテリの充電状態を示す第２充電状態信号を発生し、第２充電イネーブル信号に応答して前記リップルが除去された電源をバッテリに提供する第２保護器と、
   前記電源信号から周波数信号を発生する電圧／周波数変換器とを含むことを特徴とする請求項７に記載の携帯機器。
9. 前記第１充電状態信号に基づいて第１充電イネーブル信号を生成し、前記第２充電状態信号に基づいて第２充電イネーブル信号を生成する信号生成回路をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の携帯機器。
10. 前記信号生成回路は、
    前記第１充電イネーブル信号と前記第２充電イネーブル信号とを発生し、前記クロック信号を受信し、前記充電機器に前記携帯機器の認証のための認証メッセージを発生する充電制御器と、
    前記認証メッセージをエンコーディングするエンコーダと、
    前記エンコーディングされた認証メッセージを前記周波数信号に対応するように変調して前記遠距離アンテナを通じて送信する変調器とを含むことを特徴とする請求項９に記載の携帯機器。
11. 前記認証メッセージは前記携帯機器の識別子情報を含むことを特徴とする請求項１０に記載の携帯機器。
12. 充電機器との離隔距離に応じて近距離アンテナと遠距離アンテナのうちの少なくとも１つのアンテナを通じて電源信号を受信する段階と、
    前記電源信号を直流の電源に変換する段階と、
    前記直流変換された電源のリップルを除去する段階と、
    バッテリの充電状態を考慮してリップルが除去された電源をバッテリに提供する段階とを含み、
    前記近距離アンテナは電磁気誘導方式を使用し、前記遠距離アンテナは磁気共鳴方式を使用することを特徴とする携帯機器のバッテリ充電方法。
13. 前記電源信号を受信する段階は、
    携帯機器の表面に平行な巻線方向を有する少なくとも１つの中継器コイルで構成された近距離アンテナを通じて電源信号を受信することを特徴とする請求項１２に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
14. 前記中継器コイルのうちの第１中継器コイルは他の第２中継器コイルと相互間に直交することを特徴とする請求項１３に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
15. 前記電源信号を受信する段階は、
    ループコイルで構成された遠距離アンテナを通じて電源信号を受信することを特徴とする請求項１２に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
16. 前記充電機器に前記携帯機器の認証のための認証メッセージを送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
17. 前記認証メッセージは前記第２電源信号から獲得された周波数に変調して送信することを特徴とする請求項１６に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
18. 前記充電機器に前記バッテリの充電状態を考慮して前記第１電源信号と第２電源信号のうちの少なくとも１つの電源信号の提供を要請する充電要請メッセージを送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。
19. 前記充電要請メッセージを前記第２電源信号から獲得された周波数に変調して送信することを特徴とする請求項１８に記載の携帯機器のバッテリ充電方法。