KR101360971B1 - Wireless power transmission system in human body - Google Patents

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KR101360971B1
KR101360971B1 KR1020120039054A KR20120039054A KR101360971B1 KR 101360971 B1 KR101360971 B1 KR 101360971B1 KR 1020120039054 A KR1020120039054 A KR 1020120039054A KR 20120039054 A KR20120039054 A KR 20120039054A KR 101360971 B1 KR101360971 B1 KR 101360971B1
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형창희
황정환
강성원
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조선대학교산학협력단
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    • A61B2560/0468Built-in electrodes

Abstract

본 발명은 체내 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로, 상기 체내 무선 전력 전송 시스템은, 인체의 표면에 부착되는 외부 전극쌍; 상기 외부 전극쌍에 연결되어 전력을 공급하는 전력원; 인체의 내부에 위치하여 외부로부터 전력을 공급받는 체내 수신 장치의 표면에 설치되며, 상기 외부 전극쌍에 의해 인체 내부에 형성된 전기장과 축전형 커플링을 형성하는 내부 전극쌍; 및 상기 내부 전극쌍 사이에 연결되어 전위를 수신하는 부하를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to an internal wireless power transfer system, wherein the internal wireless power transfer system includes an external electrode pair attached to a surface of a human body; A power source connected to the external electrode pair to supply power; An inner electrode pair disposed on a surface of the body receiving device which is located inside the human body and receives power from the outside, and forms an electric field and a capacitive coupling formed inside the human body by the outer electrode pair; And a load connected between the inner electrode pairs to receive a potential.

Description

체내 무선 전력 전송 시스템 {WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM IN HUMAN BODY}In-Wire Wireless Power Transmission System {WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM IN HUMAN BODY}

본 발명은 체내 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 특히 체내에 위치한 장치에 무선으로 전력을 공급하기 위해, 인체 외부의 전극쌍을 통해 인체 내부에 전기장을 형성하고 체내에 위치한 장치에 설치된 전극쌍을 통해 전기장을 축전형 커플링함으로써 전력을 공급하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission system in the body, in particular to form an electric field inside the human body through an electrode pair outside the human body to wirelessly supply power to a device located in the body through an electrode pair installed in the device located in the body The present invention relates to a technique for supplying power by capacitively coupling an electric field.

본 발명은 교육과학기술부의 휴먼인지환경사업본부-신기술융합형 성장동력사업의 일환으로 수행된 연구[과제관리번호: 2011K000662, 과제명: 고속 인체통신 및 인체매질 전력전송 기술 개발]로부터 도출된 것이다.The present invention was derived from the Human Cognition and Environmental Business Division of the Ministry of Education, Science and Technology-a research conducted as part of a new technology convergent growth engine project [Project Number: 2011K000662, Project Name: Development of high-speed human body communication and human body power transmission technology] .

건강 관리에 대한 인식 및 중요성이 커짐에 따라, 체내에 삽입된 장치를 이용하여 다양한 생체 정보를 획득하고 이를 치료에 이용하는 기술의 개발이 활성화되고 있다.As awareness and importance of health care increase, development of a technique for acquiring various biological information using a device inserted into the body and using it for treatment is being activated.

체내에 삽입된 장치들은 그 특성상 외부로부터 전원을 공급받지 못하고 장치 내부에 설치된 배터리로부터 전원을 공급받는다. 그러나, 체내에 삽입된 장치가 장시간 동작하기 위해서는 주기적으로 인체의 외부로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전하여야 한다.Devices inserted into the body are not powered from the outside by their characteristics, they are powered by a battery installed inside the device. However, in order for the device inserted into the body to operate for a long time, the battery must be charged periodically by receiving power from the outside of the human body.

체내에 위치한 장치에 전력을 공급하기 위한 방법으로, 인체 외부의 전력 송신 장치와 체내에 위치한 수신 장치에 각각 코일쌍을 설치하고 저주파 대역에서 나타나는 공진현상을 이용하는 기술이 사용되고 있다. As a method for supplying power to a device located in the body, a coil pair is installed in a power transmission device outside the human body and a reception device located in the body, and a technique using a resonance phenomenon occurring in a low frequency band is used.

그러나, 이 경우, 송수신 장치의 배열 방향이 조금이라도 변하게 되면 코일은 공진상태에서 벗어나게 되고 이에 따라 전력 전송의 효율이 급격히 떨어지게 된다. 따라서, 공진현상을 이용하는 기술은 캡슐형 내시경과 같이 인체 내부를 이동하는 장치에는 적용될 수 없다는 한계가 있다.However, in this case, if the arrangement direction of the transceiver is slightly changed, the coil is out of the resonance state, and thus the efficiency of power transmission is drastically reduced. Therefore, there is a limitation that the technique using the resonance phenomenon cannot be applied to a device moving inside the human body, such as a capsule endoscope.

또한, 코일쌍은 송수신 장치의 각각에 설치되어야 하므로, 인체 내부에 다수의 장치가 삽입된 경우 각각의 장치에 대해 다수의 코일쌍을 설치해야 한다는 단점이 있다.In addition, since the coil pairs must be installed in each of the transmitting and receiving devices, there are disadvantages in that a plurality of coil pairs must be installed for each device when a plurality of devices are inserted into the human body.

미국등록특허 US 6754472, 2004.06.22.United States Patent US 6754472, 2004.06.22.

따라서, 당해 기술분야에서는 인체 내부에서 전기장을 형성하여 고정형 장치를 비롯하여 이동하는 장치에 대해서도 효율적인 전력 전송이 가능하고 다수의 장치에도 용이하게 전력 전송을 하기 위한 방안이 요구되고 있다.Therefore, in the art, there is a need for an efficient power transmission for a mobile device including a stationary device by forming an electric field inside the human body, and a method for easily transmitting power to a plurality of devices.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태는 체내 무선 전력 전송 시스템을 제공한다. 상기 체내 무선 전력 전송 시스템은, 인체의 표면에 부착되는 외부 전극쌍; 상기 외부 전극쌍에 연결되어 전력을 공급하는 전력원; 인체의 내부에 위치하여 외부로부터 전력을 공급받는 체내 수신 장치의 표면에 설치되며, 상기 외부 전극쌍에 의해 인체 내부에 형성된 전기장과 축전형 커플링을 형성하는 내부 전극쌍; 및 상기 내부 전극쌍 사이에 연결되어 전위를 수신하는 부하를 포함하여 구성될 수 있다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention provides an internal wireless power transmission system. The internal wireless power transmission system, the external electrode pair is attached to the surface of the human body; A power source connected to the external electrode pair to supply power; An inner electrode pair disposed on a surface of the body receiving device which is located inside the human body and receives power from the outside, and forms an electric field and a capacitive coupling formed inside the human body by the outer electrode pair; And a load connected between the inner electrode pairs to receive a potential.

이때, 상기 외부 전극쌍은 인체의 앞뒤 또는 양옆에 마주보도록 부착될 수 있고, 상기 내부 전극쌍은 상기 체내 수신 장치의 마주보는 두 면에 설치될 수 있다.
In this case, the external electrode pair may be attached to face the front or back or both sides of the human body, the internal electrode pair may be installed on two opposite surfaces of the body receiving device.

또한, 상기 내부 전극쌍은 다수의 내부 전극쌍을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 다수의 내부 전극쌍 중 하나의 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치; 및 상기 스위치에 의해 선택된 내부 전극쌍에 대한 전위를 측정하고 측정된 전위를 기 측정된 전위와 비교하는 전위측정비교기를 더 포함할 수 있다.In addition, the inner electrode pair may include a plurality of inner electrode pairs, and in this case, a switch for selecting one inner electrode pair among the plurality of inner electrode pairs; And a potential measuring comparator for measuring a potential of the internal electrode pair selected by the switch and comparing the measured potential with a previously measured potential.

이때, 상기 전위측정비교기는 상기 스위치를 제어하여 상기 다수의 내부 전극쌍을 순차로 선택하고 각 내부 전극쌍으로부터 수신되는 전위를 측정한 후 기 측정된 전위와 비교하여 상기 다수의 내부 전극쌍 중 최대 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치 제어신호를 출력할 수 있다.In this case, the potential measuring comparator controls the switch to sequentially select the plurality of internal electrode pairs, measures the potential received from each of the internal electrode pairs, and compares the measured potential with the maximum of the plurality of internal electrode pairs. A switch control signal for selecting an internal electrode pair for receiving a potential can be output.

또한, 상기 전위측정비교기는 기 설정된 주기마다 상기 다수의 내부 전극쌍에 대한 전위 측정 및 비교를 수행하여 상기 다수의 내부 전극쌍 중 최대 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치 제어신호를 출력할 수 있다.
In addition, the potential measuring comparator outputs a switch control signal for selecting internal electrode pairs for receiving the maximum potential among the plurality of internal electrode pairs by performing potential measurement and comparison with respect to the plurality of internal electrode pairs at predetermined periods. can do.

또한, 인체 내부에 다수의 체내 수신 장치가 위치하는 경우, 각각의 체내 수신 장치는 표면에 설치된 각각의 내부 전극쌍을 통해 상기 인체 내부에 형성된 전기장으로부터 전력을 동시에 수신할 수 있다.
In addition, when a plurality of internal receiving devices are located inside the human body, each internal receiving device may simultaneously receive power from an electric field formed inside the human body through each pair of internal electrodes installed on the surface.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the means for solving the above-mentioned problems are not all enumerating the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.

인체 외부의 전극쌍을 통해 인체 내부에 전기장을 형성하고 체내에 위치한 장치에 설치된 전극쌍을 통해 전기장을 축전형 커플링함으로써 인체 내부에서 이동하는 장치에 대해서도 효율적인 전력 전송이 가능하고 다수의 장치에도 용이한 전력 전송이 가능한 체내 무선 전력 전송 시스템이 제공될 수 있다.The electric field is formed inside the human body through the electrode pair outside the human body, and the electric field is capacitively coupled through the electrode pair installed in the device located inside the body, so that efficient power transmission is possible even for the device moving inside the human body and easy for many devices. An internal wireless power transfer system capable of one power transfer may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력 전송을 위해 인체의 표면에 부착된 전극쌍 및 이에 연결된 전력원을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 인체의 표면에 부착된 전극쌍에 의해 인체 내부에 형성된 전기장 분포 및 체내 수신 장치의 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 체내 수신 장치에 다수의 전극쌍이 설치된 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 체내 수신 장치에 다수의 전극쌍이 설치된 경우 최대 전위를 선택적으로 수신하기 위한 구조를 도시하는 도면, 그리고
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 인체 내부에 다수의 체내 수신 장치가 위치하는 경우 인체 내부에 형성된 전기장으로부터 전력을 수신하는 구조를 도시하는 도면이다.
1 illustrates an electrode pair attached to a surface of a human body and a power source connected thereto for power transmission according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing the structure of the electric field distribution and the internal receiving device formed inside the human body by an electrode pair attached to the surface of the human body according to one embodiment of the present invention;
3 is a view showing a structure in which a plurality of electrode pairs are provided in an internal receiving device according to another embodiment of the present invention;
4 is a diagram showing a structure for selectively receiving a maximum potential when a plurality of electrode pairs are installed in a body receiving device according to another embodiment of the present invention; and
FIG. 5 is a diagram illustrating a structure for receiving power from an electric field formed in a human body when a plurality of internal receivers are located inside the human body according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력 전송을 위해 인체의 표면에 부착된 전극쌍 및 이에 연결된 전력원을 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating an electrode pair attached to a surface of a human body and a power source connected thereto for power transmission according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력 전송을 위해, 인체의 표면에 외부 전극쌍(121, 122)이 부착되며, 외부 전극쌍(121, 122)에 전력원(110)이 연결된다.Referring to FIG. 1, the external electrode pairs 121 and 122 are attached to a surface of a human body for power transmission according to an embodiment of the present invention, and the power source 110 is attached to the external electrode pairs 121 and 122. Connected.

전력원(110)이 전력을 발생하여 외부 전극쌍(121, 122)을 통해 전력을 공급하면, 외부 전극쌍(121, 122)이 위치하는 지점 사이에 일정한 전위가 생성되어 인체 내부에 전기장이 형성된다.When the power source 110 generates power to supply power through the external electrode pairs 121 and 122, a constant electric potential is generated between the points where the external electrode pairs 121 and 122 are located to form an electric field inside the human body. do.

인체의 유전율을 공기에 비해 매우 크므로, 외부 전극쌍(121, 122)에 의해 형성되는 전기장이 공기 중으로 누설되는 양은 매우 적고 이에 따라 전력원(110)에 의해 공급된 전력은 대부분 인체 내부로 전송된다.Since the dielectric constant of the human body is very large compared to air, the amount of leakage of the electric field formed by the external electrode pairs 121 and 122 into the air is very small, and accordingly, the power supplied by the power source 110 is mostly transmitted into the human body. do.

또한, 외부 전극쌍(121, 122)이 위치하는 지점 사이의 전위를 최대로 유지하기 위해, 외부 전극쌍(121, 122)은 인체의 표면에서 서로 최대한 이격되도록 설치될 필요가 있다. 이를 위해, 외부 전극쌍(121, 122)은 인체의 몸통을 기준으로 앞뒤 또는 양 옆에 부착될 수 있다.
In addition, in order to maintain the maximum potential between the points where the external electrode pairs 121 and 122 are located, the external electrode pairs 121 and 122 need to be installed to be spaced apart from each other as much as possible from the surface of the human body. To this end, the external electrode pairs 121 and 122 may be attached to the front, rear, or both sides of the body.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 인체의 표면에 부착된 전극쌍에 의해 인체 내부에 형성된 전기장 분포 및 체내 수신 장치의 구조를 도시하는 도면이다.2 is a view showing the structure of the electric field distribution and the body receiving apparatus formed inside the human body by the electrode pair attached to the surface of the human body according to one embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 인체의 표면에 부착된 외부 전극쌍(121, 122)에 의해 인체 내부에 전기장(30)이 형성되고, 인체의 내부에 위치하여 외부로부터 전력을 공급받는 체내 수신 장치(20)의 표면에 설치된 내부 전극쌍(131, 132)이 인체 내부에 형성된 전기장(30)과 축전형 커플링을 형성한다.Referring to FIG. 2, an internal electric field 30 is formed inside the human body by external electrode pairs 121 and 122 attached to the surface of the human body, and is located in the human body to receive power from the outside. The inner electrode pairs 131 and 132 provided on the surface of the s) form a capacitive coupling with the electric field 30 formed inside the human body.

여기서, 체내 수신 장치(20)에 설치된 내부 전극쌍(131, 132) 사이에는 부하(140)가 연결되며, 이를 통해 일정한 전위를 수신함으로써 외부로부터 공급된 전력을 수신한다.Here, the load 140 is connected between the pair of internal electrodes (131, 132) installed in the internal receiving device 20, through which receives a constant potential to receive power supplied from the outside.

또한, 외부 전극쌍(121, 122)과 마찬가지로, 부하(140)를 통해 수신하는 전위를 최대화하기 위해, 내부 전극쌍(131, 132)은 서로 최대한 이격될 필요가 있다. 이를 위해, 내부 전극쌍(131, 132)은 체내 수신 장치(20)의 마주보는 두 면에 설치될 수 있다.
In addition, like the external electrode pairs 121 and 122, the inner electrode pairs 131 and 132 need to be spaced apart from each other as much as possible in order to maximize the potential received through the load 140. To this end, the internal electrode pairs 131 and 132 may be installed on two opposite surfaces of the internal receiving device 20.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 체내 수신 장치에 다수의 전극쌍이 설치된 구조를 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure in which a plurality of electrode pairs are provided in an in-body receiving device according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 체내 수신 장치(20)가 육면체의 형상을 갖는 경우, 다수의 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136) 각각은 체내 수신 장치(20)의 마주보는 두 면에 설치될 수 있다. 이로써, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136) 사이에 연결된 부하에 수신되는 전위를 최대화할 수 있다.Referring to FIG. 3, when the internal receiving device 20 has a hexahedral shape, each of the plurality of internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 may face two of the internal receiving devices 20. Can be installed on the cotton. Thus, as described above with reference to FIG. 2, the potential received by the load connected between the internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 may be maximized.

도 3은 체내 수신 장치(20)가 육면체의 형상을 갖는 경우를 일 예로 도시한 것이며, 체내 수신 장치(20)의 형상과 표면적에 따라 체내 수신 장치(20)에 설치되는 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)의 개수 및 위치를 조절할 수 있다.
3 illustrates an example in which the internal receiving device 20 has a hexahedron shape, and an internal electrode pair 131 installed in the internal receiving device 20 according to the shape and surface area of the internal receiving device 20. The number and positions of the 132, 133, 134, 135, and 136 may be adjusted.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 체내 수신 장치에 다수의 전극쌍이 설치된 경우 최대 전위를 선택적으로 수신하기 위한 구조를 도시하는 도면이다.4 is a diagram showing a structure for selectively receiving a maximum potential when a plurality of electrode pairs are installed in an in-body receiver according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시형태에 따라 체내 수신 장치(20)에 다수의 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)이 설치된 경우, 체내 수신 장치(20)가 이동함에 따라 인체 내부에 형성된 전기장에 대한 체내 수신 장치(20)의 방향이 변경될 수 있다. 이 경우, 체내 수신 장치(20)에 구비된 스위치(150) 및 전위측정비교기(160)를 통해 각각의 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)에 수신되는 전위를 비교하고 가장 큰 전위를 선택함으로써 수신되는 전위를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, when a plurality of internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 are installed in the internal receiving device 20, the internal receiving device 20 moves inside the human body. The direction of the body receiving device 20 with respect to the formed electric field may be changed. In this case, the potentials received by the internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 through the switch 150 and the potential measuring comparator 160 included in the internal receiving device 20 are compared. By selecting the largest potential, the received potential can be kept above a certain level.

여기서, 스위치(150)는 스위칭을 통해 다수의 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136) 중 하나의 내부 전극쌍을 선택하고, 전위측정비교기(160)는 선택된 내부 전극쌍에 대한 전위를 측정하고 측정된 전위를 기 측정된 전위와 비교하여 최대 전위를 갖는 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치 제어신호(161)를 출력한다.Here, the switch 150 selects one internal electrode pair among the plurality of internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 through switching, and the potentiometer comparator 160 selects the selected internal electrode pair. A switch control signal 161 for outputting a switch control signal 161 for measuring internal potential and selecting an internal electrode pair having a maximum potential by comparing the measured potential with the previously measured potential.

보다 구체적으로, 전위측정비교기(160)는 스위치 제어신호(161)를 통해 스위치(150)를 제어하여 각각의 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)을 순차로 선택하고, 각 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)으로부터 수신되는 전위를 측정 및 이를 기 측정된 전위와 비교한다. More specifically, the potentiometer comparator 160 controls the switch 150 through the switch control signal 161 to sequentially select the respective internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136, The potentials received from each of the internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 are measured and compared with the previously measured potentials.

전위측정비교기(160)는 모든 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)에 대한 전위 측정 및 비교가 완료되면, 최대 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택하고 이를 선택하기 위한 스위치 제어신호(161)를 출력하여, 이를 통해 전위를 수신하도록 한다. The potentiometer comparator 160 selects and selects an internal electrode pair that receives the maximum potential when the potential measurement and comparison of all the internal electrode pairs 131, 132, 133, 134, 135, and 136 is completed. The control signal 161 is output to receive the electric potential through the control signal 161.

체내 수신 장치(20)는 상술한 과정을 기 설정된 주기마다 반복 수행함으로써 체내 수신 장치(20)가 이동함에 따라 나타날 수 있는 수신 전위의 급격한 저하 현상을 방지할 수 있다.
The internal reception apparatus 20 may prevent the sudden drop of the reception potential that may appear as the internal reception apparatus 20 moves by repeatedly performing the above-described process at predetermined intervals.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 인체 내부에 다수의 체내 수신 장치가 위치하는 경우 인체 내부에 형성된 전기장으로부터 전력을 수신하는 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a structure for receiving power from an electric field formed in a human body when a plurality of internal receivers are located inside the human body according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 인체 내부에 다수의 체내 수신 장치(20, 21, 22)가 위치하는 경우, 각각의 체내 수신 장치(20, 21, 22)에 내부 전극쌍(131, 132, 133, 134, 135, 136)을 하나씩 설치함으로써 다수의 체내 수신 장치(20, 21, 22)는 인체 내부에 형성된 전기장으로부터 전력을 동시에 수신할 수 있다.Referring to FIG. 5, when a plurality of internal receiving devices 20, 21, 22 are located inside the human body, internal electrode pairs 131, 132, 133, and 134 are provided in the respective internal receiving devices 20, 21, 22. By installing the 135, 136 one by one, the plurality of internal receiving devices 20, 21, 22 can simultaneously receive power from an electric field formed inside the human body.

이 경우, 각각의 체내 수신 장치(20, 21, 22)에는 하나의 내부 전극쌍이 아니라 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이 다수의 내부 전극쌍이 설치될 수도 있다. 또한, 각각의 체내 수신 장치(20, 21, 22)에는 별도의 스위치 및 전위측정비교기가 구비되고, 이를 통해 각각의 내부 전극쌍에 수신되는 전위를 비교하여 가장 큰 전위를 선택할 수 있다.
In this case, each internal receiver 20, 21, 22 may be provided with a plurality of internal electrode pairs as described above with reference to Figs. In addition, each internal receiving device 20, 21, 22 is provided with a separate switch and a potential measuring comparator, through which the potential received by each internal electrode pair can be compared to select the largest potential.

상술한 바와 같은 본 발명은, 전력 전송에 있어 장치의 배열 방향에 따른 영향이 적어 인체 내부에서 위치가 고정된 장치뿐만 아니라 인체 내부에서 이동하는 장치에도 적용될 수 있다. 특히, 다수의 내부 전극쌍을 설치하고 가장 큰 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택함으로써 수신 전위를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다.As described above, the present invention can be applied to a device moving within the human body as well as a device having a fixed position in the human body due to the small influence of the arrangement direction of the power transmission. In particular, by providing a plurality of internal electrode pairs and selecting an internal electrode pair that receives the largest potential, the reception potential can be maintained above a certain level.

또한, 인체 내부에 다수의 장치가 삽입된 경우에도, 각 장치마다 별도의 외부 전극쌍을 설치할 필요없이 각각의 장치에 내부 전극쌍을 설치함으로써 다수의 장치가 동시에 전력을 수신할 수 있다.
In addition, even when a plurality of devices are inserted into the human body, a plurality of devices can receive power at the same time by installing the inner electrode pairs in each device without having to install a separate external electrode pair for each device.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 인체
20, 21, 22: 체내 수신 장치
30: 전기장
110: 전력원
121, 122: 외부 전극쌍
131, 132, 133, 134, 135, 136: 내부 전극쌍
140: 부하
150: 스위치
160: 전위측정비교기
10: human body
20, 21, 22: internal receiver
30: electric field
110: power source
121, 122: external electrode pair
131, 132, 133, 134, 135, 136: internal electrode pair
140: load
150: Switch
160: potential measurement comparator

Claims (8)

인체의 표면에 부착되는 외부 전극쌍;
상기 외부 전극쌍에 연결되어 전력을 공급하는 전력원;
인체의 내부에 위치하여 외부로부터 전력을 공급받는 체내 수신 장치의 표면에 설치되며, 상기 외부 전극쌍에 의해 인체 내부에 형성된 전기장과 축전형 커플링을 형성하는 다수의 내부 전극쌍;
상기 다수의 내부 전극쌍 사이에 각각 연결되어 전위를 수신하는 다수의 부하;
상기 다수의 내부 전극쌍 중 하나의 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치; 및
상기 스위치에 의해 선택된 내부 전극쌍에 대한 전위를 측정하고 측정된 전위를 기 측정된 전위와 비교하는 전위측정비교기를 포함하는 체내 무선 전력 전송 시스템.
An external electrode pair attached to the surface of the human body;
A power source connected to the external electrode pair to supply power;
A plurality of internal electrode pairs which are located on the inside of the human body and are installed on the surface of the internal receiving device that receives electric power from the outside, and form an electrical field and a capacitive coupling formed by the external electrode pairs in the human body;
A plurality of loads respectively connected between the plurality of internal electrode pairs to receive a potential;
A switch for selecting one inner electrode pair among the plurality of inner electrode pairs; And
And a potential measuring comparator for measuring a potential for an internal electrode pair selected by the switch and comparing the measured potential with a previously measured potential.
제 1 항에 있어서,
상기 외부 전극쌍은 인체의 앞뒤 또는 양옆에 마주보도록 부착되는 체내 무선 전력 전송 시스템.
The method of claim 1,
The external electrode pair is a body wireless power transmission system is attached to face the front and back or both sides of the human body.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 내부 전극쌍은 상기 체내 수신 장치의 마주보는 두 면에 설치되는 체내 무선 전력 전송 시스템.
The method of claim 1,
And the plurality of internal electrode pairs are installed on two opposite surfaces of the internal receiver.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전위측정비교기는 상기 스위치를 제어하여 상기 다수의 내부 전극쌍을 순차로 선택하고 각 내부 전극쌍으로부터 수신되는 전위를 측정한 후 기 측정된 전위와 비교하여 상기 다수의 내부 전극쌍 중 최대 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치 제어신호를 출력하는 체내 무선 전력 전송 시스템.
The method of claim 1,
The potential measuring comparator controls the switch to sequentially select the plurality of internal electrode pairs, measures the potential received from each of the internal electrode pairs, and compares the measured potential with the maximum potential among the plurality of internal electrode pairs. An internal wireless power transmission system that outputs a switch control signal for selecting a receiving internal electrode pair.
제 6 항에 있어서,
상기 전위측정비교기는 기 설정된 주기마다 상기 다수의 내부 전극쌍에 대한 전위 측정 및 비교를 수행하여 상기 다수의 내부 전극쌍 중 최대 전위를 수신하는 내부 전극쌍을 선택하기 위한 스위치 제어신호를 출력하는 체내 무선 전력 전송 시스템.
The method according to claim 6,
The potential measuring comparator outputs a switch control signal for selecting internal electrode pairs for receiving the maximum potential among the plurality of internal electrode pairs by performing potential measurement and comparison of the plurality of internal electrode pairs at predetermined periods. Wireless power transfer system.
제 1 항에 있어서,
인체 내부에 다수의 체내 수신 장치가 위치하는 경우,
각각의 체내 수신 장치는 표면에 설치된 각각의 내부 전극쌍을 통해 상기 인체 내부에 형성된 전기장으로부터 전력을 동시에 수신하는 체내 무선 전력 전송 시스템.
The method of claim 1,
When a large number of internal receiving devices are located inside the human body,
Intra-body wireless power transmission system that each intra-body receiving device simultaneously receives power from the electric field formed inside the human body through each pair of internal electrodes installed on the surface.
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