KR100989587B1 - 비접촉 무선 전원 공급 및 ｒｆ 인증 기능을 갖는 휴대 단말과 이의 무선 전원 공급 및 ｒｆ 인증 방법 - Google Patents

비접촉 무선 전원 공급 및 ｒｆ 인증 기능을 갖는 휴대 단말과 이의 무선 전원 공급 및 ｒｆ 인증 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 비접촉 무선 전원 공급 및 인증 기법에 관한 것으로서, 비접촉 무선 충전 또는 전원 공급을 위한 전원 수신 수단(분리형 변압기)과 RF 인증을 위한 통신 인터페이스 수단(RFID 안테나)을 각각 별도로 구비하여 관련 서비스를 제공하는 종래 방식과는 달리, 휴대 단말로의 비접촉 무선 전원 공급과 휴대 단말의 RF 인증을 1차측 코일(외부 단말)과 2차측 코일(휴대 단말)로 된 무선 송수신 수단으로 구성되는 단일 경로 인터페이스 수단을 통해 선택적 또는 동시에 제공할 수 있으며, 이를 통해 무선 전원 공급 및 RF 인증을 위한 회로 구성을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 회로 구성의 공간적인 제약 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 또한 제품의 가격 절감을 실현할 수 있다.

Description

비접촉 무선 전원 공급 및 ＲＦ 인증 기능을 갖는 휴대 단말과 이의 무선 전원 공급 및 ＲＦ 인증 방법{PORTABLE TERMINAL HAVING NON-CONTACT WIRELESS POWER SUPPLY/RF AUTHENTICATION FUNCTION, WIRELESS POWER SUPPLY AND RF AUTHENTICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 비접촉 무선 전원 공급 및 인증 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 경로의 인터페이스를 통해 외부 단말(전원 송출 패드 또는 RFID 리더기)과 휴대 단말간에 비접촉 무선 전원 공급과 RF 인증을 수행하는데 적합한 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말과 이의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 휴대 기기, 예컨대 휴대폰, DMB 단말기, 위성 단말기, PDA, PMP, MP3, MP3P 등과 같은 휴대 단말에는 충전용 배터리가 내장되는데, 이러한 충전용 배터리는 충전용 접촉 단자(접촉 전극)를 갖는 거치대를 이용하거나 혹은 컴퓨터에 구비된 USB 포트와의 접속을 이용하는 접촉식 충전 방식이 주로 이용 되고 있다.
그러나, 휴대 단말을 접촉식 충전 방식으로 충전하는 종래 방법의 경우 휴대 단말을 충전용 거치대에 고정시키거나 혹은 USB 커넥터를 통해 컴퓨터의 USB 포트에 연결해야 하는 등 많은 사용상의 불편이 초래되는 것을 감수할 수밖에 없었다.
특히, 이러한 접촉식 충전 방식의 경우, 접촉에 기인하는 전기적인 충격의 문제, 외부로 노출된 접촉 전극이 외적 요인으로 인해 손상되는 문제, 먼지 등에 기인하는 접촉 불량의 문제, 물리적인 접촉에 기인하는 기기 손상의 문제 등과 같은 다양한 문제점들을 수반할 수밖에 없었다.
위와 같은 문제점들을 개선하기 위한 하나의 방편으로서, 근래 들어서는 접촉식 충전 방식이 아닌 비접촉식 충전 방식에 대한 기술, 예컨대 분리형 변압기를 이용하는 기술이 개발되어 휴대 단말들에 적용되고 있다.
이와 같이 분리형 변압기 등을 이용하는 비접촉식 충전 방식에서는 무접점 충전기 측에 1차측 코일 모듈을 내장하고, 휴대 단말의 배터리 팩 측에 2차측 코일 모듈을 내장하는 구조를 가지며, 이러한 구조를 통한 유도 기전력을 이용하여 휴대 단말의 배터리를 충전하게 된다.
따라서, 휴대 단말 사용자들은 이러한 비접촉 충전 방식을 이용하는 간단한 방식을 통해 자신이 보유한 휴대 단말에 내장된 배터리를 충전할 수 있다. 물론, 배터리 충전 뿐만 아니라 비접촉 전원 공급을 통해 휴대 단말에서 필요로 하는 동작 전원을 제공할 수도 있다.
다른 한편, 비접촉식 인식 기법(무선 인증)의 일환으로서, RFID 리더기와 RFID 안테나를 포함하는 RFID 태그를 이용하는 무선 통신 방식이 일반화되어 전자 결제 수단 및 인식 수단으로서 다양한 분야에 사용되고 있는데, 특히 근래 들어서는 이러한 비접촉식의 RF 무선 통신 방식에 대한 휴대 단말로의 적용이 광범위하게 확산되고 있는 실정이다. 여기에서, 무선 인증 절차는 RFID 리더기와 RFID 태그간의 RF 신호 교환을 통해 이루어지는데, 이를 위해 RFID 태그의 내부 메모리에는 단말기의 인식을 위한 정보가 기저장되어 있으며, RFID 태그가 이러한 단말기 인식 정보를 RF 신호로서 출력하면, RFID 리더기가 이를 수신하여 확인하는 절차로 무선 인증이 수행된다.
따라서, RFID 안테나가 구비된 비접촉식 RFID 태그가 내장된 휴대 단말 사용자들은 비접촉식의 무선 통신 방식을 통해 자신이 원하는 서비스, 예컨대 전자 결제, 본인 인식(출입 인증) 등과 같은 무선 인증 서비스를 제공받을 수 있다.
즉, 분리형 변압기 등을 이용하는 비접촉식 충전 모듈이 내장되고, RFID 태그가 내장된 휴대 단말의 경우, 해당 휴대 단말 사용자는 휴대 단말에 내장된 배터리를 비접촉식으로 충전할 수 있고, 또한 RFID 리더기와의 무선 통신을 통해 전자 결제, 본인 인식 등과 같은 무선 인증 서비스를 비접촉식으로 제공받을 수 있다.
한편, 비접촉식 충전 모듈과 RFID 태그를 내장하여 비접촉 충전 서비스(또는 비접촉 전원 공급 서비스)와 비접촉 전자 결제 서비스를 제공받는 종래 방식의 휴대 단말의 경우, 비접촉 무선 충전을 위한 전력 수신 수단(예컨대, 분리형 변압기의 2차측 코일)과 RF 인증을 위한 인터페이스 수단(RFID 태그 안테나를 포함하는 RFID 칩)을 별도로 구비해야만 하기 때문에 이를 위한 공간상의 제약이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래 방식에 따른 휴대 단말의 경우, 무선 충전을 위한 전력을 수신하는 수단과 RF 통신 인터페이스 수단을 별도로 구비하게 됨으로써, 휴대 단말 제품의 가격이 상승하게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 외부 단말에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과의 유도 기전력 유기를 통해 무선신호를 송수신하는 무선 송수신 수단의 2차측 코일과, 상기 2차측 코일에서의 유도 기전력 유기를 통해 휴대 단말의 접근 인식신호가 수신될 때, 수신된 접근 인식신호에 응답하여 공급 전원 발생용의 배터리 관련의 단말 조건 정보를 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 수단과, 상기 2차측 코일에서의 유도 기전력 유기를 통해 전원용 무선신호가 수신될 때, 이를 휴대 단말에서 사용 가능한 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 처리 수단과, 상기 2차측 코일을 통해 RF 인식신호가 수신될 때, 수신된 RF 인식신호에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출하여 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 수단을 포함하는 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말을 제공한다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 휴대 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일간에 유기되는 유도 기전력을 이용하여 상기 휴대 단말로의 전원 공급 또는 상기 휴대 단말의 RFID 인증을 위한 통신 인터페이스를 선택적으로 수행하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법을 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 휴대 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일간에 유기되는 유도 기전력을 이용하여 상기 휴대 단말로의 전원 공급과 상기 휴대 단말의 RFID 인증을 위한 통신 인터페이스를 동시에 수행하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법을 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일로부터 휴대 단말 측 무선 송수신 수단의 2차측 코일로 유도 기전력을 유기하는 제 1 과정과, 상기 유기되는 유도 기전력에 의한 무선신호가 휴대 단말의 전원용 무선신호일 때, 상기 유기되는 유도 기전력을 상기 휴대 단말에서 사용 가능한 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 공급 모드를 수행하는 제 2 과정과, 상기 유기되는 유도 기전력에 의한 무선신호가 상기 휴대 단말의 RF 인식신호 일 때, 그에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출하여 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 RF 인증 모드를 수행하는 제 3 과정을 포함하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법을 제공한다.
본 발명은, 휴대 단말로의 비접촉 무선 전원 공급과 휴대 단말의 RF 무선 인증을 무선 송수신 수단으로 구성되는 하나의 인터페이스 수단을 통해 실현함으로써, 무선 전원 공급 및 RF 인증을 위한 회로 구성을 간소화할 수 있으며, 이를 통해 회로 구성의 공간적인 제약 문제를 효과적으로 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대 단말로의 비접촉 무선 전원 공급과 휴대 단말의 RF 무선 인증을 하나의 무선 송수신 수단으로 실현함으로써, 이를 위한 제품의 가격 절감을 실현할 수 있다.
본 발명의 기술요지는, 비접촉 무선 충전 또는 전원 공급을 위한 전원 수신 수단(분리형 변압기)과 RF 인증을 위한 통신 인터페이스 수단(RFID 안테나)을 각각 별도로 구비하여 관련 서비스를 제공하는 전술한 종래 방식과는 달리, 휴대 단말로의 비접촉 무선 전원 공급과 휴대 단말의 RF 인증을 1차측 코일(외부 단말)과 2차측 코일(휴대 단말)로 된 무선 송수신 수단(예컨대, 분리형 변압기 등)으로 구성되는 하나의 인터페이스(단일 경로 인터페이스) 수단을 통해 선택적 또는 동시에 제 공한다는 것으로, 본 발명은 이러한 기술적 수단을 통해 종래 방식에서의 문제점들을 효과적으로 개선할 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명에 따른 휴대 단말은 2차측 코일로 된 하나의 무선 송수신 수단을 통해 전원 송출 패드로부터 무선 송출되는 전원용 무선신호를 공급(전원 공급 모드)받거나 혹은 RFID 리더기와의 RF 인터페이스를 통해 RF 인증 서비스를 제공(RF 인증 모드)받을 수 있다. 즉, 본 발명의 휴대 단말을 전원 송출 패드로 근접시킴으로써 휴대 단말에서 필요로 하는 전원(배터리 충전 전원 또는 휴대 단말의 동작 전원)을 무선으로 제공받을 수 있고, 또한 본 발명의 휴대 단말을 RFID 리더기에 근접시킴으로써 전자결제, 휴대 단말 확인, ID 확인 등과 같은 RFID 인증 서비스를 선택적으로 제공받을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 휴대 단말(비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말)은 외부 단말로서 기능하는 전원 송출 패드에 근접시켜 휴대 단말에서 필요로 하는 전원을 비접촉 방식으로 무선 공급(전원 공급 모드)받거나 혹은 외부 단말로서 기능하는 RFID 리더기에 근접시켜 RFID 인증 서비스를 제공(RF 인증 모드)받을 수 있는데, 아래에서는 도 1과 도 3을 참조하여 전원 공급 모드를 수행하는 일련의 과정들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말을 전원 송출 패드에 적용한 비접촉 전원 공급 시스템의 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 전원을 발생하여 비접촉 방식으로 무선 송출하는 외부 단말로서 기능하며, 본 발명의 휴대 단말(130) 측에서 필요로 하는 전원(배터리 충전 전원 또는 단말 동작 전원)을 무선 공급하는 전원 송출 패드(110)는 전원 발생 블록(112), 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114), 신호 처리 블록(116) 및 제어 블록(118) 등을 포함하며, 본 발명의 휴대 단말(130)은 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132), 신호 처리 블록(134), 제어 블록(136) 및 전원 처리 블록(138) 등을 포함한다. 여기에서, 휴대 단말(130)로서는, 예컨대 휴대폰, DMB 단말기, 위성 단말기, PDA, PMP, MP3, MP3P, 디지털 카메라, 캠코더, 노트북 컴퓨터, 액티브 RF 카드 등을 들 수 있다.
먼저, 전원 송출 패드(110) 내의 전원 발생 블록(112)은, 예컨대 전원 입력단, 정류 회로, 공진 회로 등을 포함하는 것으로, 제어 블록(118)으로부터 제공되는 전원 발생 제어신호, 즉 기 설정된 동작 주파수(공진 주파수)를 갖는 전원 발생을 위한 클럭신호를 포함하는 전원 발생 제어신호에 의거하여 고주파의 교류 전원을 발생하며, 이와 같이 발생되는 고주파의 교류 전원은 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로 전달된다. 여기에서, 공진 주파수는 송신(패드) 측과 수신(단말) 측의 L-C 공진 조건이 최적이 되는 주파수이다.
또한, 전원 발생 블록(112)은, 휴대 단말(130)이 패드 내 일정 위치로 근접 하는 것을 감지할 수 있도록, 제어 블록(118)으로부터 제공되는 근접 감지 제어신호에 응답하여, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)에서의 유도 기전력 유기에 의한 단말 접근을 감지하기 위한 접근 감지 전원을 기 설정된 일정 주기로 발생하여 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로 전달한다.
이때, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로 전달되는 접근 감지 전원은, 휴대 단말(130)이 패드의 근접 위치(전원 공급 가능의 근접 위치)에 정렬될 때, 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)에 유도 기전력을 유기시키기 위한 것으로, 이러한 접근 감지 전원에 의해 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)에 유도 기전력이 유기될 때(즉, 2차측 코일을 통해 접근 인식신호가 수신될 때) 휴대 단말(130) 측에서는 배터리 관련의 단말 조건 정보를 인출(또는 생성)하여 2차측 코일(132)과 1차측 코일(114)간의 유도 기전력 유기를 통해 전원 송출 패드(110) 측으로 무선 송출한다. 여기에서, 배터리 관련의 단말 조건 정보는, 예컨대 배터리 용량, 배터리 충전 상태, 배터리 형태, 온도, 휴대 단말의 작동 상태, 휴대 단말의 현재 모드에 따른 필요 동작 전원 등이 될 수 있다.
그리고, 제어 블록(118)은, 예컨대 전원 송출 패드의 전반적인 동작 제어를 수행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 휴대 단말이 패드 내 일정 위치로 근접하는 것을 감지하는데 필요한 접근 감지 전원의 주기적 발생을 위한 제어신호를 생성하여 전원 발생 블록(112)에 제공하고, 후술하는 신호 처리 블록(116)으로부터 단말 조건 정보가 전달(수신)될 때 그 조건 정보에 상응하는 전원의 발생을 위한 제어신호를 생성하여 전원 발생 블록(112)으로 제공하는 등의 기능을 제공한 다.
다음에, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)은, 예컨대 권선된 코일 구조를 갖는 것으로, 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로부터 유기되는 무선신호(즉, 단말 조건 정보 신호)를 수신하여 신호 처리 블록(116)으로 전달하고, 전원 발생 블록(112)으로부터 접근 감지 전원(미소 교류 전원) 또는 무선 송출을 위한 교류 전원(고주파 교류 전원)이 전달될 때 유도 기전력에 의거하여 이를 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 유기(접근 인식용 또는 전원용 무선신호의 송출)시킨다.
그리고, 신호 처리 블록(116)은 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)을 통해 수신되는 휴대 단말(130) 측으로부터의 무선신호, 즉 단말 조건 정보에 대한 무선신호(무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로부터 유기되는 무선신호)를 전달받아 변조 전의 원 신호로 복조 및 디코딩하고, 이와 같이 디코딩된 단말 조건 정보를 제어 블록(118)으로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시 예의 휴대 단말(130) 측에 구비되는 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)은, 예컨대 권선된 코일 구조를 갖는 것으로, 전원 송출 패드(110) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)과의 유도 기전력 유기를 통해 무선신호(접근 인식용 또는 전원용 무선신호, 단말 조건 정보용 무선신호 등)를 송수신하는 것으로, 전원 송출 패드(110) 측의 1차측 코일(114)로부터 접근 감지 전원에 상응하는 유도 기전력(접근 인식신호)이 유기될 때 이를 수신하여 신호 처리 블록(134)으로 전달하고, 신호 처리 블록(134)으로부터 접근 인식신 호에 대응하는 단말 조건 정보(엔코딩 및 변조된 단말 조건 정보에 대한 무선신호)가 전달될 때 그에 상응하는 유도 기전력을 발생시켜 전원 송출 패드(110) 측의 1차측 코일(114)로 유기(무선 송출)시키며, 또한 전원 송출 패드(110) 측의 1차측 코일(114)로부터 고주파 교류 전원에 상응하는 유도 기전력(전원용 유도 기전력)이 유기될 때 이를 수신(전원용 무선신호의 수신)하여 전원 처리 블록(138)으로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
다음에, 신호 처리 블록(134)은 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로부터 유기된 접근 인식신호가 전달되면, 이를 변조 전의 원 신호로 복조하여 디코딩하고, 이와 같이 디코딩된 접근 인식신호를 제어 블록(136)으로 전달한다. 또한, 신호 처리 블록(134)은 제어 블록(136)으로부터 접근 인식신호에 대응한 단말 조건 정보 데이터가 수신되면, 이를 엔코딩하고 무선 송출 가능한 신호로 변조한 후 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
또한, 제어 블록(136)은, 예컨대 휴대 단말의 전반적인 동작 제어를 수행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 신호 처리 블록(134)으로부터 접근 인식신호가 수신될 때 그에 상응하는 단말 조건 정보(공급 전원의 발생 제어를 위한 단말 조건 정보)를 생성(또는 인출)하여 신호 처리 블록(134)으로 전달하고, 휴대 단말이 유도 기전력에 의거한 전원 공급 모드를 수행할 때 수신된 전원용 무선신호를 처리하는데 필요로 하는 각종 제어신호를 발생하여 전원 처리 블록(138)에 제공하는 등의 기능을 제공한다. 여기에서, 단말 조건 정보는, 예컨대 배터리 용량, 배터리 충전 상태, 배터리 형태, 온도, 휴대 단말의 작동 상태, 휴대 단말의 현재 모 드에 따른 필요 동작 전원 등을 선택적으로 포함할 수 있는 것으로, 이러한 단말 조건 정보는 도시 생략된 각종 센서로부터 제공되어 내부 메모리에 저장된 정보이거나 혹은 기 규정되어 메모리에 저장되어 있는 정보일 수 있다.
마지막으로, 전원 처리 블록(138)은, 예컨대 정류회로, 필터링 회로, 전압/전류 제어회로 등을 선택적으로 포함하는 것으로, 제어 블록(136)으로부터 제공되는 각종 제어신호에 의거하여, 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)을 통해 수신되는 전원용 무선신호(고주파 교류 전원)에 대한 정류, 필터링 등의 처리를 수행하며, 이를 통해 전원용 무선신호를 휴대 단말에서 사용하기에 적합한 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 여기에서, 출력되는 직류 전원은 휴대 단말에 내장된 배터리(도시 생략)의 충전 전원으로 제공되거나 혹은 휴대 단말의 동작 전원으로 제공될 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 비접촉 전원 공급 시스템에 의거하여 본 실시 예에 따라 휴대 단말 측에 필요로 하는 전원을 공급하는 일련의 과정에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 2차측 코일간의 유도 기전력의 유기를 통해 휴대 단말이 전원 송출 패드로부터 필요로 하는 전원을 공급받아 처리하는 전원 공급 모드를 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 전원 송출 패드(110)는 대기 모드를 수행하는 중에 접근 감지 전원(미소 교류 전원)을 기 설정된 일정 주기로 발생시키는데(단계 302, 304), 휴대 단말(130)이 기 설정된 일정 거리만큼 접근하게 되면, 전원 송출 패드(110) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로부터 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 유도 기전력(접근 인식용 유도 기전력)이 유기, 즉 접근 인식신호가 수신된다(단계 306).
이와 같이 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)을 통해 수신된 접근 인식신호는 신호 처리 블록(134)으로 전달되어 원 신호로의 복조 및 디코딩 과정 등을 거치게 되며, 이후 제어 블록(136)으로 전달된다.
이에 응답하여, 제어 블록(136)에서는 배터리 관련의 단말 조건 정보를 생성 또는 인출하여 신호 처리 블록(134)으로 전달하고, 신호 처리 블록(134)에서는 단말 조건 정보를 엔코딩하고 무선 송출 가능한 신호로 변조한 후 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 전달하며, 그 결과 단말 조건 정보에 상응하는 무선신호가 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로부터 전원 송출 패드(110) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로 유기됨으로써, 단말 조건 정보가 전원 송출 패드(110) 측으로 무선 송출된다(단계 308). 여기에서, 단말 조건 정보는, 전원 송출 패드(110) 측에서의 공급 전원 발생 제어를 위한 정보인 것으로, 예컨대 배터리 용량, 배터리 충전 상태, 배터리 형태, 온도, 휴대 단말의 작동 상태, 휴대 단말의 현재 모드에 따른 필요 동작 전원 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
이어서, 전원 송출 패드(110) 측의 신호 처리 블록(116)에서는 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)을 통해 수신되는 단말 조건 정보에 대한 신호 처리(변조 전의 원 신호로의 복조, 디코딩 등)를 수행한 후 디코딩된 단말 조건 정보를 제어 블록(118)으로 전달한다.
다음에, 제어 블록(118)에서는 신호 처리 블록(116)으로부터 전달된 단말 조건 정보에 상응하는 전원의 발생을 위한 제어신호, 즉 기 설정된 동작 주파수(공진 주파수)를 갖는 전원의 발생을 위한 클럭신호를 포함하는 전원 발생 제어신호를 생성하여 전원 발생 블록(112)으로 전달한다(단계 310). 여기에서, 공진 주파수는 송신(패드) 측과 수신(휴대 단말) 측의 L-C 공진 조건이 최적이 되는 주파수이다.
이에 응답하여, 전원 발생 블록(112)에서는 제어 블록(118)으로부터 제공되는 전원 발생 제어신호에 의거하여 기 설정된 동작 주파수(공진 주파수)를 갖는 고주파의 교류 전원을 발생하며, 이와 같이 발생되는 교류 전원이 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로 전달됨으로써, 전원용 유도 기전력이 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 유기된다(단계 312).
따라서, 유도 기전력에 의해 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)로부터 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 유기된 전원용 무선신호는 전원 처리 블록(138)으로 전달되어 정류, 필터링, 노이즈 제거 등과 같은 처리를 통해 휴대 단말에서 사용하기에 적합한 직류 전원으로 변환되며, 이와 같이 변환된 직류 전원이 출력 측으로 전달됨으로써 휴대 단말에 내장된 배터리(도시 생략)의 충전 전원으로 이용되거나 혹은 휴대 단말의 동작 전원으로 이용된다(단계 314).
즉, 본 실시 예에 따르면, 휴대 단말(130)에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)을 통해 접근 인식신호가 수신(접근 인식용 유도 기전력의 유기)될 때, 휴대 단말(130) 측에서 단말 조건 정보를 생성하여 전원 송출 패드(110) 측으 로 무선 송출하고, 이에 응답하여 전원 송출 패드(110) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(114)을 통해 무선 송출된 전원용 무선신호가 휴대 단말(130) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(132)로 수신(전원용 유도 기전력의 유기)될 때, 이를 휴대 단말에서 사용하기에 적합한 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 공급 모드를 수행할 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 휴대 단말을 이용하여 RF 인증을 수행하는 일련의 과정에 대하여 도 2 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말을 RFID 리더기에 적용한 RF 인증 시스템의 블록구성도이다.
도 2를 참조하면, RF 인증 모드를 지원하는 외부 단말로서 기능하는 통상의 RFID 리더기(120)는 제어 블록(122), RF 리더 블록(124) 및 무선 송수신 수단(예컨대, 분리형 변압기 등)의 1차측 코일(126) 등을 포함하며, 본 발명의 휴대 단말(140)은 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142), 신호 처리 블록(144), 제어 블록(146) 및 전원 처리 블록(148) 등을 포함한다. 여기에서, 휴대 단말(140)로서는, 예컨대 휴대폰, DMB 단말기, 위성 단말기, PDA, PMP, MP3, MP3P, 디지털 카메라, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등을 들 수 있다.
먼저, RFID 리더기(120) 측의 제어 블록(122)은, 예컨대 RFID 리더기의 전반적인 동작 제어를 수행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 휴대 단말이 리더기 내 일정 위치로 근접(예컨대, RFID 인증을 위한 접근)하는 것을 감지하는데 필요한 RF 인식신호의 주기적 발생을 위한 제어신호를 생성하여 RF 리더 블록(124) 에 제공하고, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)을 통해 RFID 인증 정보가 수신(RF 인증용 유도 기전력의 유기)될 때 이를 감지하여 RFID를 이용한 인증 절차의 수행을 위한 각종 제어신호를 발생하여 RF 리더 블록(124)으로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
다음에, RFID 리더 블록(124)은 제어 블록(122)으로부터의 제어신호에 응답하여 기 설정된 주기마다 RF 인식신호(휴대 단말의 접근 인식을 위한 RF 인식신호)를 발생하여 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)로 전달하며, 휴대 단말(140) 측에 구비된 2차측 코일(142)로부터 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)로 RFID 인증 정보에 상응하는 유도 기전력이 유기(RF 인증용 무선신호의 수신)될 때 이를 변조 전의 원 신호로 복조하여 디코딩하고 이와 같이 디코딩된 RF 인증 정보를 도시 생략된 원격지의 인증 시스템(또는 인증 서버)으로 전송하는 방식 등을 통해 인증 절차를 수행한다. 여기에서, RF 인증 정보는 휴대 단말 또는 휴대 단말 사용자에게 부여된 고유의 ID(또는 암호화된 ID) 정보 등을 포함하는 것으로, 이러한 RF 인증은 전자 결제 서비스, 휴대 단말 인증 서비스, ID 확인 서비스 등에 선택적으로 이용될 수 있다.
그리고, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)은, 예컨대 권선된 코일 구조를 갖는 것으로, RF 리더 블록(124)으로부터 RF 인식용 전원이 전달될 때 유도 기전력에 의거하여 이를 휴대 단말(140) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로 유기(RF 인식용 무선신호의 송출)시키며, 또한 휴대 단말(140) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로부터 유기되는 인증용 무선신호(즉, RFID 인증 정보)를 수신하여 RF 리더 블록(124)으로 전달하는 등의 기능(RF 인증 모드의 지원)을 제공한다.
다시 도 2를 참조하면, 본 실시 예의 휴대 단말(140)을 구성하는 각 구성부재는 비록 도 1에 도시된 휴대 단말(130)을 구성하는 각 구성부재와는 다른 참조번호로 기재하였으나, 유도 기전력에 의해 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)로부터 무선신호를 유기하는 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)과 유도 기전력에 의해 수신되는 전원용 무선신호를 처리하는 전원 처리 블록(148)의 기능은 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재의 기능과 실질적으로 동일하다.
다만, 신호 처리 블록(144)과 제어 블록(146)은 그 구성 면에 있어서는 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재와 동일하지만 세부적인 기능(즉, RF 인증 모드의 수행을 위한 기능)에 있어서는 차이점을 갖는다. 따라서, 이하에서는 기능적인 면에 있어서 차이점을 갖는 구성부재를 중심으로 본 실시 예에 대하여 설명한다.
먼저, 본 실시 예의 휴대 단말(140) 측에 구비되는 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)은 RFID 리더기(120) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)과의 유도 기전력 유기를 통해 무선신호(RF 인식용 무선신호, RFID 인증용 무선신호 등)를 송수신하는 것으로, RFID 리더기(120) 측의 1차측 코일(126)로부터 RF 인식신호에 상응하는 유도 기전력이 유기될 때 이를 수신하여 신호 처리 블록(144)으로 전달하고, 신호 처리 블록(144)으로부터 RFID 인증 정보(변조된 RFID 인증 정보)가 전달될 때 그에 상응하는 유도 기전력을 발생시켜 RFID 리더기(120) 측의 1차측 코일(126)로 유기(무선 송출)시키는 등의 기능을 제공한다.
다음에, 신호 처리 블록(144)은 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로부터 유기된 RF 인식신호가 전달되면, 이를 변조 전의 원 신호로 복조하여 디코딩하고, 이와 같이 디코딩된 RF 인식신호를 제어 블록(146)으로 전달한다. 또한, 신호 처리 블록(144)은 제어 블록(146)으로부터 RF 인식신호에 대응한 RFID 인증 정보가 수신되면, 이를 엔코딩하고 무선 송출 가능한 신호로 변조한 후 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
또한, 제어 블록(146)은, 예컨대 휴대 단말의 전반적인 동작 제어를 수행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 신호 처리 블록(144)으로부터 RF 인식신호가 수신될 때 그에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출(예컨대, 도시 생략된 메모리로부터 인출)하여 신호 처리 블록(144)으로 전달하는 등의 기능을 제공한다.
그리고, 전원 처리 블록(148)은, 도 1에 도시된 대응 구성부재인 전원 처리 블록(138)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 것으로, 본 실시 예에 따라 RF 인증 모드를 수행할 때 이를 위한 특별한 기능을 수행하지 않으므로, 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 RF 인증 시스템에 의거하여 본 실시 예에 따라 휴대 단말에 대한 RF 인증(RF 인증 모드)을 수행하는 일련의 과정에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 RFID 리더기를 통해 휴대 단말에 대한 RF 인증을 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, RFID 리더기(120)는 대기 모드를 수행하는 중에 RF 인식신 호(미소 교류 전원)를 기 설정된 일정 주기로 발생시키는데(단계 402, 404), 휴대 단말(140)이 기 설정된 일정 거리만큼 접근하게 되면, RFID 리더기(120) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)로부터 휴대 단말(140) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로 유도 기전력(RF 인식용 유도 기전력)이 유기, 즉 RF 인식신호가 수신된다(단계 406).
다음에, 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)을 통해 수신된 RF 인식신호는 신호 처리 블록(144)으로 전달되어 원 신호로의 복조 및 디코딩 과정 등을 거치게 되며, 이후 제어 블록(146)으로 전달된다.
이에 응답하여, 제어 블록(146)에서는 RF 인식신호에 대응하는 RFID 인증 정보를 도시 생략된 메모리로부터 인출하여 신호 처리 블록(144)으로 전달하고, 신호 처리 블록(144)에서는 RF 인증 정보를 엔코딩하고 무선 송출 가능한 신호로 변조한 후 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로 전달한다. 여기에서, RF 인증 정보는 휴대 단말 또는 휴대 단말 사용자에게 부여된 고유의 ID(또는 암호화된 ID) 정보 등을 포함한다.
그 결과, RFID 인증 정보에 상응하는 무선신호가 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)로부터 RFID 리더기(120) 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)로 유기됨으로써, RFID 인증 정보가 RFID 리더기(120) 측으로 무선 송출된다(단계 408).
이어서, RFID 리더기(120) 측의 RF 리더 블록(124)에서는, RFID 인증 정보의 수신을 인지한 제어 블록(126)으로부터의 제어에 따라, 무선 송수신 수단의 1차측 코일(126)을 통해 수신된 RFID 인증 정보를 변조 전의 원 신호로 복조하여 디코딩하고(단계 410), 이와 같이 디코딩된 RF 인증 정보를 도시 생략된 원격지의 인증 시스템(또는 인증 서버)으로 전송하는 방식 등을 통해 인증 절차를 수행한다(단계 412).
따라서, 본 실시 예에 따르면, 휴대 단말(140)에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일(142)을 통해 RF 인식신호가 수신(RF 인식용 유도 기전력의 유기)될 때, 휴대 단말(140) 측에서 그에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출하여 RFID 리더기(120) 측으로 무선 송출하며, 이에 응답하여 RFID 리더기(120) 측에서 RFID 인증 정보에 의거한 인증 절차를 지원하는 RF 인증 모드를 수행할 수 있다.
즉, 본 실시 예에 따르면, 종래에서와 같이 휴대 단말이 RFID 안테나를 갖는 RFID 칩을 구비함이 없이, 전원 송출 패드로부터의 전원 공급 경로인 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 2차측 코일을 이용하는 무선 RF 인터페이스를 통해 RF 인증 절차를 실현할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 휴대 단말은 무선 송수신 수단의 일부를 구성하는 2차측 코일만을 이용하는 무선 인터페이스(외부 단말과의 단일 경로 인터페이스)를 통해 휴대 단말로의 전원 공급 뿐만 아니라 휴대 단말의 RF 인증을 실현할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 본 발명의 휴대 단말과 외부 단말과의 단일 경로 인터페이스(즉, 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 2차측 코일간의 유도 기전력을 이용하는 단일 경로 인터페이스)를 통해 휴대 단말로의 전원 공급(전원 공급 모드)과 휴대 단말의 RF 인증(RF 인증 모드) 중 어느 하나를 선택적으 로 수행하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 외부 단말과의 단일 경로 인터페이스를 통해 휴대 단말로의 전원 공급과 휴대 단말의 RF 인증을 동시에 수행하도록 설계할 수 있음은 물론이다.
즉, 외부 단말 측에 전원 공급 모드를 지원하는 구성부재와 RF 인증 모드를 지원하는 구성부재를 모두 구비함으로써, 외부 단말과 휴대 단말간의 단일 경로 인터페이스(무선 송수신 수단의 1차측 코일과 2차측 코일로 된 단일 경로 인터페이스)를 통해 휴대 단말로의 전원 공급 모드를 수행하면서 동시에 휴대 단말의 RF 인증 모드를 수행할 수 있다.
이때, 전원용 무선신호와 RF 인식신호가 혼합되거나 혹은 단말 조건 정보용 무선신호와 RFID 인증 정보용 무선신호가 혼합되는 경우가 발생하게 되는데, 혼합되는 두 무선신호를 구분하는 방식으로는, 일 예로서 진폭 변조 방식을 이용할 수 있다. 예컨대, 전원용 무선신호가 동일한 진폭을 가질 때 디지털 데이터로 표현되는 RF 인식신호(또는 RFID 인증 정보) 중 "1"데이터 구간의 진폭을 상대적으로 크게 하고, "0"데이터 구간의 진폭을 전원용 무선신호의 진폭과 동일하게 유지함으로써 혼합 무선신호의 수신측에서 주파수의 엔벨로프 검출을 통해 혼합된 두 무선신호를 분리할 수 있으며, 이를 통해 두 무선신호에 대응하는 각각의 후속 신호 처리를 실현할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가 지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말을 전원 송출 패드에 적용한 비접촉 전원 공급 시스템의 블록구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말을 RFID 리더기에 적용한 RF 인증 시스템의 블록구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 2차측 코일간의 유도 기전력의 유기를 통해 휴대 단말이 전원 송출 패드로부터 필요로 하는 전원을 공급받아 처리하는 전원 공급 모드를 수행하는 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 RFID 리더기를 통해 휴대 단말에 대한 RF 인증을 수행하는 과정을 도시한 순서도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
110 : 전원 송출 패드 112 : 전원 발생 블록
114, 126 : 무선 송수신 수단의 1차측 코일
116, 134, 144 : 신호 처리 블록 118, 122, 136, 146 : 제어 블록
120 : RFID 리더기 124 : RF 리더 블록
130, 140 : 휴대 단말
132, 142 : 무선 송수신 수단의 2차측 코일
138, 148 : 전원 처리 블록

Claims (13)

  1. 외부 단말에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과의 유도 기전력 유기를 통해 무선신호를 송수신하는 무선 송수신 수단의 2차측 코일과,
    상기 2차측 코일에서의 유도 기전력 유기를 통해 휴대 단말의 접근 인식신호가 수신될 때, 수신된 접근 인식신호에 응답하여 공급 전원 발생용의 배터리 관련의 단말 조건 정보를 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 수단과,
    상기 2차측 코일에서의 유도 기전력 유기를 통해 전원용 무선신호가 수신될 때, 이를 휴대 단말에서 사용 가능한 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 처리 수단과,
    상기 2차측 코일을 통해 RF 인식신호가 수신될 때, 수신된 RF 인식신호에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출하여 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 수단
    을 포함하는 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 처리 수단의 출력 전원은, 상기 휴대 단말에 내장된 배터리의 충전 전원으로 제공되는 것을 특징으로 하는 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 처리 수단의 출력 전원은, 상기 휴대 단말의 동작 전원으로 제공되는 것을 특징으로 하는 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RFID 인증 정보는, 전자결제, 휴대 단말 확인, ID 확인을 위한 인증 정보 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비접촉 무선 전원 공급 및 RF 인증 기능을 갖는 휴대 단말.
  5. 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 휴대 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일간에 유기되는 유도 기전력을 이용하여 상기 휴대 단말로의 전원 공급 또는 상기 휴대 단말의 RFID 인증을 위한 통신 인터페이스를 선택적으로 수행하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 RFID 인증은, 전자결제, 휴대 단말 확인, ID 확인 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  7. 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일과 휴대 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 2차측 코일간에 유기되는 유도 기전력을 이용하여 상기 휴대 단말로의 전원 공급과 상기 휴대 단말의 RFID 인증을 위한 통신 인터페이스를 동시에 수행하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 RFID 인증은, 전자결제, 휴대 단말 확인, ID 확인 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  9. 외부 단말 측에 구비된 무선 송수신 수단의 1차측 코일로부터 휴대 단말 측 무선 송수신 수단의 2차측 코일로 유도 기전력을 유기하는 제 1 과정과,
    상기 유기되는 유도 기전력에 의한 무선신호가 휴대 단말의 전원용 무선신호일 때, 상기 유기되는 유도 기전력을 상기 휴대 단말에서 사용 가능한 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 공급 모드를 수행하는 제 2 과정과,
    상기 유기되는 유도 기전력에 의한 무선신호가 상기 휴대 단말의 RF 인식신호일 때, 그에 상응하는 RFID 인증 정보를 인출하여 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 RF 인증 모드를 수행하는 제 3 과정
    을 포함하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 과정은,
    상기 2차측 코일을 통해 단말의 접근 인식신호에 상응하는 유도 기전력이 유기될 때, 그에 상응하는 배터리 관련의 단말 조건 정보를 상기 2차측 코일을 통해 상기 외부 단말 측으로 송출하는 과정과,
    상기 단말 조건 정보에 기반하여 발생한 전원용 유도 기전력이 상기 2차측 코일을 통해 유기될 때, 유기되는 전원용 유도 기전력을 상기 직류 전원으로 변환하여 출력하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 변환된 직류 전원은, 상기 휴대 단말에 내장된 배터리의 충전 전원으로 제공되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 변환된 직류 전원은, 상기 휴대 단말의 동작 전원으로 제공되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 RFID 인증 정보는, 전자결제, 휴대 단말 확인, ID 확인을 위한 인증 정보 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말의 무선 전원 공급 및 RF 인증 방법.
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