KR102161308B1 - 평면 구조로 자기장을 생성하는 장치 - Google Patents

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Abstract

평면 구조에서 3차원 벡터 기저를 가지는 자기장을 생성하는 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치는 평면 구조(planar structure)를 형성하도록 배치되는 적어도 하나의 동일평면 인덕터(coplanar inductor)를 포함하고, 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 다른 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터 기저(vector basis)와 직교(orthogonal)하는 벡터 기저로 된 자기장을 생성한다.

Description

평면 구조로 자기장을 생성하는 장치{DEVICE WITH PLANAR STRUCTURE TO GENERATE MAGNETIC FIELD}
일 실시예에 따르면, 무선으로 전력을 송수신하기 위해 자기장을 생성하는 평면 구조로 된 장치가 제공된다.
무선 에너지 송신 기술은, 예를 들면 전화, 카메라, 비디오 카메라, 오디오 플레이어, 전기 면도기, 조명(lantern) 등과 같은 다른 모바일 기기를 충전하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 무선 에너지 송신 기술은, 생체의학 분야에서 생체에 이식된 장치로의 급전(feed)에 사용될 수 있다. 여기서, 무선 에너지 송신 기술을 생체의학 분야에 적용할 때, 예를 들면 송신단에 비해 상대적으로 수신단의 전송 축이 무작위로 변화할 수 있다. 예를 들면, 내시경 캡슐에 대해 무선으로 급전하는 경우, 송신단 및 수신단이 평면 인덕터로 구성될 때, 수신단의 전송 축이 무작위로 변화하므로 송신단 및 수신단 간의 통신 및 에너지 송수신이 어려울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기장(magnetic field)을 생성하는 장치로서, 평면 구조(planar structure)를 형성하도록 배치되는 적어도 하나의 동일평면 인덕터(coplanar inductor)를 포함하고, 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 다른 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터 기저(vector basis)와 직교(orthogonal)하는 벡터 기저로 된 자기장을 생성하는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 전류제어부를 더 포함하고, 적어도 하나의 동일평면 인덕터가 생성하는 자기장의 선형 결합(linear combination)에 따른 자기장의 방향이, 전류의 크기에 따라 결정되는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 전류제어부는, 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장이 비선형 극성(nonlinear polarization)을 나타내도록 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 흐르는 전류의 위상차를 제어하는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터들이, 미리 정한 영역에서 서로 직교하는 3차원 기저를 형성하는 기하구조(geometry)로 배치되는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 미리 정한 영역은, 최대 기하구조 공간(maximum geometrical dimension)을 초과하지 않는 거리에서, 평면 구조 상에 인접하는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 적어도 하나의 동일평면 인덕터들이 이루는 쌍의 상호 인덕턴스가 영이 되는 기하구조로 배치되는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 동일평면 인덕터 중 하나의 인덕터는, 자기장을 형성하는 장치의 외곽 프레임의 형태이고, 적어도 하나의 동일평면 인덕터 중 둘의 인덕터는, 8자 형태(8-shape)인, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 링(ring)의 일부 부채꼴(sector) 형태인, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기장을 생성하는 장치로서, 평면 구조를 형성하는 3개의 동일평면 인덕터들, 및 인덕터들에서 전류의 값을 제어하는 전류제어부를 포함하고, 동일평면 인덕터들은, 동일평면 인덕터들에 의해 생성된 자기장의 벡터들이, 최대 기하구조 공간을 초과하지 않는 거리 상의 평면 구조에 인접하도록 위치되는 공간의 미리 정한 영역에서, 완전한 3차원 기저를 형성하는 기하구조를 가지는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 3개의 동일평면 인덕터들은, 3개의 동일평면 인덕터들의 각 쌍이 영 상호 인덕턴스(zero mutual inductance)를 가지는 기하구조로 배치되는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 자기장의 벡터들은, 공간의 미리 정한 영역에서 3개의 동일평면 인덕터들에 의해 생성되고, 서로 직각(perpendicular)인, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 3개의 동일평면 인덕터들은, 위상차를 가지는 전류의 생성이 수행되는, 자기장을 생성하는 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치의 3개의 인덕터들 및 단일 구조를 도시한 도면이다.
도 3는 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치의 상호적으로 연결되지 않은 3개의 인덕터들에 따른 평면 구조(planar structure)를 도시한 도면이다.
도 4은 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치에 의해 생성된 자기장의 벡터 기저를 도시한 도면이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따라 인덕터들이 링(ring)의 일부 부채꼴(sector) 형태를 가지는 모습을 도시한 도면이다.
도 6는 다른 일 실시예에 따라 링의 일부 부채꼴 형태를 가지는 상호 비 연결된 3개의 인덕터들의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치에 의해 생성된 자기장의 벡터 기저를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 자기장 생성 장치는 전기-무선기술(electro-radiotechnics) 분야와 관련된 것으로서, 자기장 생성 장치와 인접한 공간의 미리 정한 영역(preset region)에서 자기장을 제어된 방향으로 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 자기장 생성 장치는, 예를 들면 무선 에너지 송신(WET, Wireless energy transmission) 기술 분야에서 사용될 수 있다.
예를 들면, 송신단 및 수신단 간의 통신 및 에너지 전송을 보장하기 위하여, 수신용 코일 3개가 하나의 페라이트 코어(ferrite core)를 서로 직교(orthogonal)로 감도록(winding) 구성될 수 있다. 각 수신용 코일 3개가 서로 직교인 축 방향에 대해 통신 및 에너지 수신을 수행하므로, 다양한 방향의 자기장으로부터 에너지를 수신할 수 있다. 다만, 수신용 코일이 3차원적으로 구성되므로 부피가 증가할 수 있고, 수신단의 무게도 증가할 수 있다. 폼 팩터(form factor)가 제한되는 경우에는, 수신용 코일을 3차원적으로 구성하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
다른 예를 들면, 자기장을 생성하는 송신단에서 서로 직교인 축 방향을 가지는 여러 인덕터들을 포함할 수 있다. 여기서, 각 인덕터들에서 전류의 크기 및 인덕터들의 전류간 비율을 변경함으로써, 자기장의 축을 변경할 수 있다. 송신단에서 자기장의 축을 변경함으로써, 수신단의 축이 변화하더라도, 송신단 및 수신단 간의 통신을 유지할 수 있다.
예를 들면, 데카르트 좌표계(Cartesian coordinates system)의 3개의 축 각각에 평행한 자기장을 생성하는 3개의 인덕터들이 사용될 수 있고, 각 인덕터들은 인체 내에서 무작위 방향성을 가지는 내시경 캡슐에 대해 무선으로 급전할 수 있다. 여기서, 인덕터들은 큰 부피를 차지할 수 있다. 예를 들면, 인덕터들은 인체의 양쪽에 위치되고, 인덕터들 중 하나는 인체를 둘러쌀 수 있다. 이 때, 데카르트 좌표계의 3개의 축 각각에 평행한 자기장을 생성하는 인덕터들을 포함하는 시스템은 부피를 많이 차지하게 되어 사용자에게 불편을 야기할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 송신단은 원형 평면 인덕터 및 2개의 인덕터의 조합을 포함할 수 있다. 2개의 인덕터들은 십자선 평면 자기 물질 코어(crosswire planar magnetic material core) 주변을 감쌀 수 있다. 평면 자기 코어 물질 주변을 감싸는 인덕터 및 원형 평면 인덕터들의 전류의 크기에 따라, 아무 방향에 대해 자기장을 생성할 수 있다. 상술한 구조는 평면 기하구조(planar geometry)일 수 있다. 다만, 이 경우 자기 물질 코어의 존재에 따른 문제가 발생할 수 있다. 예를 들면, 충분히 높은 구동 주파수(예를 들면, 10MHz 이상)에서, 충분히 낮은 손실로 된 적합한 자기 물질의 부재와 연관된 문제가 발생할 수 있다. 또한, 자기 물질의 존재는 필연적으로 무선 전력 송신 시스템의 비용을 증가시킬 수 있다. 더 나아가, 자기 물질과 관련된 것으로서, 세라믹(ceramic) 물질을 사용함으로써 코어가 큰 부피를 가지므로 제조에서 기술적인 복잡성이 발생할 수 있다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면 자기장을 생성하는 장치(100)는 적어도 하나의 동일평면 인덕터들(coplanar inductors)(110) 및 전류제어부(120)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기장을 생성하는 장치(100)는 평면 구조를 형성하는 3개의 동일평면 인덕터들(110) 및 각 인덕터들에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 전류제어부(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 평면 구조(planar structure)는, 평면 기하구조(planar geometry) 형태로 된, 일정 높이 이하의 구조를 포함할 수 있다. 평면 기하구조는 평면으로 된 도형으로서, 예를 들면, 삼각형, 사각형, 다각형, 원형, 및 8자 형태(8-shape)로 된 구조를 포함할 수 있다. 이 때, 평면 기하구조는 기하구조(geometry)로도 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 동일평면 인덕터는, 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터들이, 미리 정한 영역(preset region)에서 서로 직교하는 3차원 기저를 형성하는 기하구조(geometry)로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기장을 생성하는 장치(100)의 인덕터는 평면 기하구조(planar geometry) 형태로 구성되고, 이러한 인덕터에 의해 생성된 자기장의 벡터는 완전한(full) 3차원 기저(basis)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 3차원 기저로 된 자기장의 벡터는, 최대 기하구조 공간(maximum geometrical dimension)을 초과하지 않는 거리에서, 평면 기하구조에 따른 구조 상에 인접하도록 위치하는 공간의, 미리 정한 영역(preset region)에 형성될 수 있다. 여기서, 최대 기하구조 공간은 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치(100)가 차지하는 최대한의 공간 내지 부피일 수 있다. 또한, 미리 정한 영역(preset region)은 자기장이 생성되는 특정 지점(specified point)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기장을 생성하는 장치(100)는 3개의 동일평면 인덕터들(coplanar inductors)을 포함하고, 3개의 인덕터들은, 인덕터들의 평면 간의 거리가 최대 기하구조 공간(maximum geometrical dimension)보다 훨씬 작도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 3개의 인덕터들 간의 간격은 평면 구조로 된 자기장을 생성하는 장치(100)의 최대 두께보다 작게 배치되므로, 3개의 인덕터들은 평면 장치(planar device)를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인덕터들의 평면 구조 상의 공간 중 미리 정한 영역(preset region)에서, 3개의 인덕터들 각각에 의해 생성되는 자기장의 벡터들이 3차원 공간에서 완전한 기저(full basis)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 3개의 벡터들이 선형 결합(linear combination)되어 임의의 방향 및 임의의 크기로 된 자기장을 생성할 수 있다. 구체적으로는, 적어도 하나의 동일평면 인덕터가 생성하는 자기장의 선형 결합에 따른 자기장의 방향이, 각 인덕터에 흐르는 전류의 크기에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 인덕터들 각각에 의해 생성되는 자기장의 크기는, 각 인덕터에 흐르는 전류의 크기에 비례할 수 있다. 구체적으로는, 각 인덕터들에 흐르는 전류의 크기를 변경함으로써, 임의의 방향 및 임의의 크기로 된 자기장이, 인덕터들의 평면 구조 상의 공간 중 미리 정한 영역(preset region)에 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상술한 기저(basis)들은 서로 직교(orthogonal)일 수 있다. 예를 들면, 인덕터들의 평면 구조 상의 공간 중 미리 정한 영역(preset region)에서, 인덕터들 각각에 의해 생성된 자기장의 벡터들이 상호간에 직각(perpendicular)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인덕터들의 형태(shape) 및 배치(allocation)가, 3개의 인덕터들의 각 쌍이 영 상호 인덕턴스(zero mutual inductance)를 가지도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 영 상호 인덕턴스는 상호 인덕턴스가 영(예를 들면, 0)인 상태를 나타낼 수 있다. 여기서, 3개의 인덕터들 각각의 상호 전류(alternate current)는 다른 2개의 인덕터들에서 전압을 유도(induce)하지 않게 되므로, 각 인덕터들에서 전류의 크기를 독립적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인덕터들의 상호 전류는, 생성된 자기장이 비선형 극성(nonlinear polarization)을 가지도록, 위상차(phase difference)를 가질 수 있다. 예를 들면, 전류제어부가 적어도 하나의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장이 비선형 극성(nonlinear polarization)을 나타내도록 각 동일평면 인덕터에 흐르는 전류의 위상차를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면 자기장을 생성하는 장치(100)는 평면 기하구조(planar geometry) 형태로 구성되고, 인덕터들의 평면 구조 상의 공간의 미리 정한 영역(preset region)은, 상술한 장치(100)의 최대 기하구조 공간을 초과하지 않는 거리 상에서, 자기장을 생성하는 장치(100)에 인접하도록 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 물질을 적용하지 않고, 평면 기하구조(planar geometry)에 따른 구조를 적용함으로써, 인덕터들의 평면 구조 상의 공간 중 미리 정한 영역(preset region)에서 어떠한 방향으로든 자기장을 생성할 수 있다. 이를 통해, 이러한 자기장을 생성을 하는 장치(100)의 설계 구조가 단순화될 수 있고, 가격이 경감될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치의 3개의 인덕터들 및 단일 구조를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 3개의 인덕터들은, 자기장을 생성하는 장치를 구성하는 프레임의 형태로 된 1개의 인덕터 및, 8자 형태(8-shape)로 된 2개의 인덕터들을 포함할 수 있다. 여기서 3개의 인덕터들은 서로에 대해 90도 돌려지도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 제1 인덕터(210)는 동일한 형태의 제2 인덕터(220)에 대해 90도 돌려진 배치로 구성될 수 있다. 제3 인덕터(230)는 프레임의 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 상술한 프레임은 자기장을 형성하는 장치의 외곽 프레임의 형태일 수 있다.
도 3는 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치의 상호적으로 연결되지 않은 3개의 인덕터들에 따른 평면 구조(planar structure)를 도시한 도면이다.
여기서, 3개의 인덕터들은 자기장을 생성하는 장치를 구성하는 프레임의 형태로 된 1개의 인덕터 및, 8자 형태로 된 2개의 인덕터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 3개의 인덕터들은 8자 형태로 된 제1 인덕터(310), 8자 형태로 되고 제1 인덕터(310)에 대해 90도 돌려진 제2 인덕터(320), 프레임의 형태로 된 제3 인덕터(330)의 순서로 자기장을 생성하는 장치 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인덕터들은 단일 평면 구조 상에 도 3에 도시된 바와 같이 결합될 수 있다. 도 3에 도시된, 상술한 평면 구조의 기하학적 중심(geometrical center)이 자기장이 생성되는 지점일 수 있다. 예를 들면, 상술한 장치를 구성하는 프레임의 형태를 가지는 제3 인덕터(330)는, 제3 인덕터(330)의 평면에 대해 직각으로 된 방향성을 가지는 특정 지점(specified point oriented perpendicularly a plane of the inductor)에서 자기장을 생성할 수 있다. 구체적으로 각 인덕터들에 의해 생성되는 자기장의 벡터 기저(vector basis)는 하기 도 4에서 상세히 설명한다.
도 4은 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치에 의해 생성된 자기장의 벡터 기저를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 도 4은 상술한 도 3에 도시된 평면 구조 상에 위치하는 지점(point)에서 자기장의 벡터 기저를 도시할 수 있다. 여기서, 자기장은 동일한 전류(identical current)가 흐르는 3개의 인덕터들 각각에 의해 생성될 수 있다. 예를 들면, 제1 인덕터(410)는 제1 벡터 기저(411)를 생성하고, 제2 인덕터(420)는 제2 벡터 기저(421)를 생성하며, 제3 인덕터(430)는 제3 벡터 기저(431)를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 8자 형태를 가지는 인덕터들은 평면 구조에 대해 평행한 특정 지점(specified point parallel to a plane of structure)에서 자기장을 생성할 수 있다. 미리 정한 영역(preset region)(490)에 포함되는, 상술한 특정 지점에서 인덕터들에 의해 생성된 자기장의 벡터는, 8자 형태를 가지는 인덕터들의 상대적인 배치에 따라, 서로 직각(perpendicular)일 수 있다. 여기서, 3개의 인덕터들에 의해 생성된 자기장의 벡터들은 상술한 특정 지점에서, 3차원 공간에 대한 완전한 기저(full basis)를 형성할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 구조에서, 인덕터들은 상호적으로 비 연결될(disconnected) 수 있다. 예를 들면, 인덕터들이 상호간에 연결되지 않음으로써, 각 인덕터들에 흐르는 상호 전류(alternate current)가 다른 2개의 인덕터들에서 전압을 유도(induce)하지 않을 수 있다. 이를 통해 인덕터들이 서로 독립적으로 동작하므로, 자기장의 생성 과정 및 인덕터들의 전류 제어가 단순화될 수 있다.
도 5는 다른 일 실시예에 따라 인덕터들이 링(ring)의 일부 부채꼴(sector) 형태를 가지는 모습을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 링(ring)의 일부 부채꼴(sector) 형태를 가지는 3개의 인덕터들이 도 5에 도시된 바와 같이 회로적으로(schematically) 단일 구조에서 실현될 수 있다. 예를 들면, 자기장을 생성하는 장치는 동일한 형태로 된 제1 인덕터(510), 제2 인덕터(520) 및 제3 인덕터(530)를 포함하고, 각 인덕터들은 링의 일부 부채꼴 형태로 구성될 수 있다.
도 6는 다른 일 실시예에 따라 링의 일부 부채꼴 형태를 가지는 상호 비 연결된 3개의 인덕터들의 평면 구조를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 3개의 인덕터들이, 도 6에 도시된 바와 같이 평면 구조의 기하학적 중심을 기준으로, 서로에 대해 120도 돌려져 결합될 수 있다. 예를 들면, 제1 인덕터(610)는 제2 인덕터(620)에 대해 120도인 위치에 결합될 수 있고, 제2 인덕터(620)는 제3 인덕터(630)에 대해 120도인 위치에 결합될 수 있으며, 제3 인덕터(630)는 제1 인덕터(610)에 대해 120도인 위치에 결합될 수 있다. 이와 같이 3개의 인덕터들이 결합됨으로써, 링 형태를 가지는 동일 평면 구조를 형성할 수 있다. 여기서, 도 6에 도시된 평면 구조 상에 자기장이 생성되는 특정 지점은, 평면 구조의 기하학적 중심 근처일 수 있다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치에 의해 생성된 자기장의 벡터 기저를 도시한 도면이다.
예를 들면, 도 7은, 도 6에 도시된 평면 구조 상에 위치하는, 미리 정한 영역(preset region)(790)에 포함된 특정 지점에서 자기장의 벡터 기저를 도시할 수 있다. 여기서, 벡터 기저는 상술한 평면 구조에서, 동일한 전류가 흐르는 3개의 인덕터들 각각에 의해 생성되는 자기장의 벡터들의 벡터 기저를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제1 인덕터(710)는 제1 벡터 기저(711)를 생성할 수 있고, 제2 인덕터(720)는 제2 벡터 기저(721)를 생성할 수 있으며, 제3 인덕터(730)는 제3 벡터 기저(731)를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 특정 지점에서 인덕터들 각각에 의해 생성되는, 자기장의 벡터들은 3차원 공간에서 완전한 기저(full basis)를 형성할 수 있다. 상술한 특정 지점과 평면 구조 간의 거리는, 특정된 기저가 다른 기저에 대해 항상 직교(orthogonal)가 되도록 선택될 수 있다.
여기서, 상술한 도 6에 도시된 평면 구조에서 인덕터들은 부분적으로 겹쳐질 수 있다. 겹친 영역은, 3개의 인덕터들이 영 상호 인덕턴스(zero mutual inductance)를 가지도록 선택될 수 있다.
일 실시예에 따른 자기장을 생성하는 장치는, 무작위 방향성을 가지는 수신단을 가지는 무선 에너지 전송 시스템, 생체의학에서 제어된 방향을 가지는 자기장의 생성에 사용될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 자기장을 생성하는 장치
110: 동일평면 인덕터들
120: 전류제어부

Claims (12)

  1. 자기장(magnetic field)을 생성하는 장치로서,
    평면 구조(planar structure)를 형성하도록 배치되는 3개의 동일평면 인덕터(coplanar inductor); 및
    상기 3개의 동일평면 인덕터에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 전류제어부
    를 포함하고,
    상기 3개의 동일평면 인덕터는,
    다른 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터 기저(vector basis)와 직교(orthogonal)하는 벡터 기저로 된 자기장을 생성하고,
    상기 3개의 동일평면 인덕터가 생성하는 자기장의 선형 결합(linear combination)에 따른 자기장의 방향이, 상기 전류의 크기에 따라 결정되는,
    자기장을 생성하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류제어부는,
    상기 3개의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장이 비선형 극성(nonlinear polarization)을 나타내도록 상기 3개의 동일평면 인덕터에 흐르는 전류의 위상차를 제어하는,
    자기장을 생성하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터는,
    상기 3개의 동일평면 인덕터에 의해 생성되는 자기장의 벡터들이, 미리 정한 영역에서 서로 직교하는 3차원 기저를 형성하는 기하구조(geometry)로 배치되는,
    자기장을 생성하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미리 정한 영역은,
    최대 기하구조 공간(maximum geometrical dimension)을 초과하지 않는 거리에서, 상기 평면 구조 상에 인접하는,
    자기장을 생성하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터는,
    상기 3개의 동일평면 인덕터들이 이루는 쌍의 상호 인덕턴스가 영이 되는 기하구조로 배치되는,
    자기장을 생성하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터 중 하나의 인덕터는, 상기 자기장을 형성하는 장치의 외곽 프레임의 형태이고,
    상기 3개의 동일평면 인덕터 중 둘의 인덕터는, 8자 형태(8-shape)인,
    자기장을 생성하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터는,
    링(ring)의 일부 부채꼴(sector) 형태인,
    자기장을 생성하는 장치.
  9. 자기장을 생성하는 장치로서,
    평면 구조를 형성하는 3개의 동일평면 인덕터들; 및
    상기 동일평면 인덕터들에 흐르는 전류의 값을 제어하는 전류제어부
    를 포함하고,
    상기 동일평면 인덕터들은,
    상기 동일평면 인덕터들에 의해 생성된 자기장의 벡터 기저들이, 최대 기하구조 공간을 초과하지 않는 거리 상의 평면 구조에 인접하도록 위치되는 공간의 미리 정한 영역에서, 완전한 3차원 벡터 기저를 형성하는 기하구조로 배치되며,
    상기 동일평면 인덕터들이 생성하는 자기장의 선형 결합에 따른 자기장의 방향이, 상기 전류의 크기에 따라 결정되는,
    자기장을 생성하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터들은,
    상기 3개의 동일평면 인덕터들의 각 쌍이 영 상호 인덕턴스(zero mutual inductance)를 가지는 기하구조로 배치되는,
    자기장을 생성하는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 자기장의 벡터 기저들은,
    상기 공간의 미리 정한 영역에서 상기 3개의 동일평면 인덕터들에 의해 생성되고, 서로 직각(perpendicular)인,
    자기장을 생성하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 3개의 동일평면 인덕터들은,
    위상차를 가지는 전류의 생성이 수행되는,
    자기장을 생성하는 장치.
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