KR102451371B1 - 와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치 - Google Patents

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Abstract

전면에 디스플레이부가 실장되는 본체; 상기 본체에 연결되어 사용자의 손목에 귄취되는 밴드; 상기 본체에 실장된 배터리; 및 상기 본체의 측면 또는 전면 또는 상기 밴드 중 적어도 하나에 위치하며 주변 자기장의 변화에 따라 전류가 흘려 상기 배터리를 충전하는 무선충전코일을 포함하는 와치타입 이동 단말기는 와치타입 이동 단말기를 손목에서 분리하여 충전할 필요 없이 착용한 상태에서 충전이 가능하며, 손목과 거리가 있어 인체에 영향을 받는 전자기파를 최소화 하여 충전효율을 높일 수 있다.

Description

와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치{WATCH TYPE MOBILE TERMINAL AND WIRELESS CHARGING DEVICE}
본 발명은 착용한 상태에서도 충전가능하고 충전 효율을 높일 수 있는 와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
아울러, 개인 휴대품으로 보급되면서 휴대 단말기는 자신의 개성을 표현하기 위한 다양한 디자인이 적용되기도 한다. 전통적인 휴대 단말기는 손으로 파지하여 사용하며 손에 들고 있거나, 주머니나 가방에 넣어 휴대하였다. 다만, 휴대 과정에서 분실하거나 낙하 등에 의한 파손의 위험이 발생하며, 휴대의 불편함도 문제가 되었다.
이러한 문제를 해소하기 위해 휴대 단말기를 손목에 시계처럼 착용하거나, 목걸이어 걸거나 허리에 착용하는 등 다양한 형태의 웨어러블 단말기가 등장하고 있으며, 착용형태에 따라 크기 및 기능이 달라질 수 있다.
와치타입 이동 단말기는 웨어러블 디바이스로서 액세서리의 역할을 동시에 하는 바, 외부에 단자가 노출되는 것을 최소화 할 필요가 있다. 따라서 유선충전 방식 대신에 또는 추가로 무선충전방식으로 충전이 가능한 와치타입 이동 단말기에 대한 니즈가 있다.
다만, 종래의 무선충전방식은 정확한 위치에 와치타입 이동 단말기를 거치해야 효율이 잘 나오며, 손목에 착용한 후에 충전을 위해 손목에서 분리하여 충전장치에 거치해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 착용한 상태에서도 충전가능하고 충전 효율을 높일 수 있는 와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전면에 디스플레이부가 실장되는 본체; 상기 본체에 연결되어 사용자의 손목에 귄취되는 밴드; 상기 본체에 실장된 배터리; 및 상기 본체의 측면 또는 전면 또는 상기 밴드 중 적어도 하나에 위치하며 주변 자기장의 변화에 따라 전류가 흘려 상기 배터리를 충전하는 무선충전코일을 포함하는 와치타입 이동 단말기를 제공한다.
상기 본체는, 상기 본체의 측면에 위치하는 제1 케이스; 상기 제1 케이스 배면에 결합하는 제2 케이스; 및 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 형성되어 상기 배터리를 수용하는 전장부를 포함하고, 상기 무선충전코일은 상기 제1 케이스의 내측면을 따라 위치하거나 또는 상기 제1 케이스와 일체형으로 형성되며 코일 스프링 형상으로 감긴 제1 무선충전코일을 포함할 수 있다.
상기 제1 무선충전코일은 상기 본체의 전면 방향에 치우쳐 배치될 수 있다.
상기 본체는, 상기 본체의 측면에 위치하는 제1 케이스; 상기 제1 케이스 배면에 결합하는 제2 케이스; 상기 디스플레이부의 둘레를 커버하며 상기 제1 케이스와 결합하는 제3 케이스; 및 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 형성되어 상기 배터리를 수용하는 전장부를 포함하고, 상기 무선충전코일은 상기 제1 케이스와 상기 제3 케이스 사이 또는 상기 제3 케이스에 일체형으로 형성된 제2 무선충전코일을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부는; 영상을 출력하는 영상패널 및 상기 영상패널 전면에 위치하는 터치패널을 포함하고, 상기 무선충전코일은 상기 터치패널에 형성된 제3 무선충전코일을 포함할 수 있다.
상기 무선충전코일은 상기 밴드에 형성된 제4 무선충전코일을 더 포함할 수 있다. 상기 제4 코일은 서로 다른 위치에 형성된 복수개의 나선을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본체와 한 쌍의 밴드 및 상기 본체의 상면 또는 측면 또는 밴드에 무선충전코일을 구비한 와치타입 이동 단말기의 무선충전기에 있어서, 상기 본체의 상면의 적어도 일부 또는 측면의 적어도 일부를 감싸는 충전기 하우징; 상기 충전기 하우징의 둘레를 따라 배치되는 나선형의 전력송신코일; 및 상기 전력송신 코일에 전원을 공급하는 보조 배터리를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
상기 충전기 하우징은 상기 본체의 측면 부분에 위치하는 제1 하우징 및 상기 본체의 전면에 위치하는 제2 하우징을 포함할 수 있다.
상기 전력송신코일은 상기 제1 하우징에 위치하며 코일 스프링 형상으로 감긴 제1 전력송신코일을 포함할 수 있다.
상기 전력송신 코일은 상기 제2 하우징의 둘레 부분에 위치하는 제2 전력송신코일을 포함할 수 있다.
상기 제2 하우징은 가운데에 상기 본체의 전면에 위치하는 디스플레이부에 상응하는 위치에 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
상기 전력송신코일은 상기 제1 하우징에 위치하며 코일 스프링 형상으로 감긴 제1 전력송신코일 및 상기 제2 하우징 둘레부분에 위치하는 제2 전력송신코일을 포함하고, 상기 보조배터리는 상기 제2 하우징에 실장되며 상기 제2 전력송신코일의 내측에 위치할 수 있다.
상기 충전기 하우징은 상기 본체의 측면 부분에 위치하는 제1 하우징을 포함하고, 상기 제1 하우징은 상기 와치타입 이동 단말기의 밴드 부분에 상응하는 위치는 하단부가 리세스될 수 있다.
상기 충전기 하우징은, 상기 와치타입 이동 단말기의 밴드의 상면에 결합하는 제3 하우징을 포함하고, 상기 전력송신코일은 상기 제3 하우징에 위치하며, 상기 보조 배터리는 상기 제1 하우징 또는 제2 하우징에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 와치타입 이동 단말기를 손목에서 분리하여 충전할 필요 없이 착용한 상태에서 충전이 가능하며, 손목과 거리가 있어 인체에 영향을 받는 전자기파를 최소화 하여 충전효율을 높일 수 있다.
또한, 자기유도방식 이외에 자기공명방식에도 적용 가능하여 다양한 충전방법을 적용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기의 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 와치타입 이동 단말기와 무선충전기의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 와치타입 이동 단말기의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 와치타입 이동 단말기와 무선충전기의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기(100)를 설명하기 위한 블록도이다.
상기 와치타입 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 와치타입 이동 단말기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 와치타입 이동 단말기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 와치타입 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 와치타입 이동 단말기(100)와 다른 와치타입 이동 단말기(100) 사이, 또는 와치타입 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 와치타입 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 와치타입 이동 단말기 내 정보, 와치타입 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 와치타입 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이 패널(200), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(200)은 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 와치타입 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 와치타입 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 와치타입 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 와치타입 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 와치타입 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 와치타입 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 와치타입 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 와치타입 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 와치타입 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 와치타입 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 와치타입 이동 단말기(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 와치타입 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 와치타입 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 와치타입 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 와치타입 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 와치타입 이동 단말기(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 와치타입 이동 단말기(100) 상에서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기(100) 및 무선충전장치(200)의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 와치타입의 이동 단말기(100)는 디스플레이부(151)를 구비하는 본체(101) 및 본체(101)에 연결되어 손목에 착용 가능하도록 구성되는 밴드(102)를 포함한다.
본체(101)는 외관을 형성하는 케이스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이스는 본체(101)의 측면을 형성하는 제1 케이스(101a) 및 본체(101)의 배면에 위치하는 제2 케이스(101b) 및 본체(101)의 전면 둘레에 위치하는 제3 케이스(101c)를 포함할 수 있다. 각 케이스(101a, 101b, 101c)는 일체형으로 이루어질 수도 있고, 각각 별개의 조각으로 나뉘어져 결합하는 형식으로 본체(101)의 외관을 형성할 수 있다.
상기 케이스(101a, 101b, 101c)에 둘러싸인 공간은 배터리(191), 인쇄회로기판(185), 디스플레이부(151) 등이 안착되는 전장부가 된다.
와치타입의 이동 단말기(100)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(101)에는 상기 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.
본체(101)의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있으며, 디스플레이부(151)에는 터치센서가 구비되어 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 제1 케이스(101a)에 장착되어 제1 케이스(101a)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
본체(101)에는 음향 출력부(152), 카메라(121), 마이크로폰(122), 사용자 입력부(123) 등이 구비될 수 있다. 디스플레이부(151)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 사용자 입력부(123)로 기능할 수 있으며, 이에 따라 본체(101)에 별도의 키가 구비되지 않을 수 있다.
밴드(102)는 손목에 착용되어 손목을 감싸도록 이루어지며, 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그러한 예로서, 밴드(102)는 가죽, 고무, 실리콘, 합성수지 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 밴드(102)는 본체(101)에 착탈 가능하게 구성되어, 사용자가 취향에 따라 다양한 형태의 밴드로 교체 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 밴드(102)는 안테나의 성능을 확장시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역을 확장시키는 그라운드 확장부(미도시)가 밴드(102)에 내장될 수 있다.
밴드(102)에는 파스너(fastener; 102a)가 구비될 수 있다. 파스너(103)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(103)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.
도 3은 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 분해 사시도이다. 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)는 무선 충전을 위한 무선충전코일(195, 196, 197, 198)을 포함한다. 무선충전코일(195, 196, 197, 198)은 주변의 자기장이 변화하면 상기 무선충전코일(195, 196, 197, 198)에 전류가 흐르게 되며, 전류가 흐름으로써 발생하는 전력을 배터리(191)에 저장할 수 있다.
통상의 이동 단말기(100)는 배면 부분에 무선충전코일(195, 196, 197, 198)이 위치하여, 사용자가 바닥이나 책상에 놓는 거치 타입의 무선충전장치(200)에 이동 단말기(100)의 배면에 맞닿도록 놓아 무선충전을 하는 방식을 채택한다.
그러나, 와치타입 이동 단말기(100)의 밴드(102)는 본체(101)의 양 단에 결합하며, 본체(101)의 배면 방향으로 비스듬하게 연장된 형태로 본체(101)에 고정된 상태로 결합 하는 형태가 많아 와치타입 이동 단말기(100)의 제2 케이스가 무선충전장치에 안착되도록 밴드(102)를 제2 케이스와 동일 평면에 위치하도록 밴드(102)와 본체(101) 사이의 각도를 변형할 수 없다.
또는, 밴드(102)와 본체(101)가 힌지로 연결되어 와치타입 이동 단말기(100)의 배면을 편평하게 밴드(102)를 펼 수 있다 하더라도 사용자가 충전을 위해 와치타입 이동 단말기(100)를 벗어서 거치해야 하는 번거로움이 있다.
무선충전 방식은 자기유도 방식(Magnetic Induction)과 자기공명방식(Magnetic Resonance)이 있다. 현재 출시된 무선충전장치(200)는 자기유도방식으로 무선충전기의 전력송신코일(225, 226, 228)과 가까이 위치하여 전력송신코일(225, 226, 228)이 생성하는 자기장 내에 위치할 때 충전이 된다. 충전속도가 빠르고, 충전률이 신뢰성이 있으나, 무선충전코일(195, 196, 197, 198)과 전력송신코일(225, 226, 228)의 위치를 맞춰서 배치해야 정확한 충전이 가능하다. 또한 복수개의 장치를 동시에 충전할 수 없는 문제도 있다.
자기공명방식(Magnetic Resonance)은 동일한 공진주파수를 갖는 무선충전장치(200)의 전력송신코일(225, 226, 228)과 와치타입 이동 단말기(100)의 무선충전코일(195, 196, 197, 198) 사이의 강한 자계결합현상을 이용한다. 자기공명방식은 공진주파수에서는 넓은 영역까지 전력을 송신할 수 있어, 위치가 정확하지 않더라도 배터리(191)를 충전할 수 있다. 다만, 와치타입 이동 단말기(100)에 자기공명방식을 적용하는 경우, 배면에 무선충전코일(195, 196, 197, 198)이 배치되면 사용자의 신체와 맞닿고 손목에 의해 무선충전코일(195, 196, 197, 198)이 가려져 충전효율이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 와치타입 이동 단말기의 종래 방법에 의한 무선충전의 번거로움과 어려움을 해결하기 위해 무선충전코일(195, 196, 197, 198)의 새로운 배치안을 제공하며, 그에 따른 새로운 형태의 무선충전장치(200)를 제공한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 이동 단말기(100)의 본체(101)의 일부를 도시한 도면으로서, 본체(101) 외관은 제1 케이스(101a), 제2 케이스(101b) 및 제3 케이스(101c)에 의해 형성되며, 상기 케이스들의 내측에 배터리(191)나 인쇄회로기판(185)이 위치하는 전장부를 포함한다. 제1 케이스(101a)는 본체(101)의 측면을 형성하고 제2 케이스(101b)는 본체(101)의 배면에 위치하며, 제3 케이스(101c)는 본체(101)의 전면 둘레에 위치한다. 본 발명의 디스플레이부(151)는 제1 케이스(101a)에 결합하고 제3 케이스(101c)에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)의 무선충전코일(195, 196, 197, 198)은 제2 케이스(101b)에 위치하지 않고, 제1 케이스(101a)에 위치하는 제1 무선충전코일(195)과 제3 케이스(101c)에 위치하는 제2 무선충전코일(196)을 포함할 수 있다. 제1 무선충전코일(195)은 제1 케이스(101a)의 내측면 또는 제1 케이스(101a)와 일체형으로 형성될 수 있으며, 제2 무선충전코일(196)은 제3 케이스(101c)와 제1 케이스(101a) 사이에 위치하거나, 제3 케이스(101c)와 일체형으로 형성될 수 있다. 일체형은 코일을 포함하여 이중사출방식으로 제1 케이스(101a)나 제3 케이스(101c)를 형성한다는 것을 의미한다.
제1 무선충전코일(195)과 제2 무선충전코일(196) 중 하나만 구비할 수도 있고, 모두 구비할 수도 있다. 상기 무선충전코일(195, 196, 197, 198)은 자기장 내에 위치하면 전류가 흘러 상기 배터리(191)를 충전할 수 있다.
이와 같은 와치타입 이동 단말기(100)를 충전하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 와치타입 이동 단말기(100)의 전면에서 결합하는 무선충전장치(200)를 이용할 수 있다. 본 발명의 무선충전장치(200)는 와치타입 이동 단말기(100)의 전면에 씌우는 방식으로 와치타입 이동 단말기(100)를 착용한 상태에서 충전 가능하다.
와치타입 이동 단말기(100)의 전면의 디스플레이부(151)를 충전 중에도 사용할 수 있도록 디스플레이부(151)에 상응하는 개구부가 형성될 수 있다. 무선충전장치(200)의 하우징(210)의 내측면은 와치타입 이동 단말기(100)의 전면 형상에 상응한 홈이 형성되어 있으며, 밴드(102)와 중첩되는 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 와치타입 이동 단말기(100)의 밴드(102)에 상응하는 부분(217)은 함몰되게 형성할 형성할 수 있다.
본 발명의 무선충전장치(200)는 내부에 보조배터리(230)를 구비하여 휴대가 편리한 장점이 있다. 보조배터리(230)를 충전하기 위한 충전단자(240)를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)와 무선충전기의 실시예를 도시한 도면이다. 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)의 본체(101)의 단면을 도시하고 있으며, 전면에 디스플레이부(151)가 위치하고 디스플레이부(151)를 커버하는 윈도우 글래스(151a)가 위치한다. 디스플레이부(151)의 배면방향에는 배터리(191)와 인쇄회로기판(185)이 위치한다.
도 4의 실시예는 제1 케이스(101a)에 위치하는 제1 무선충전코일(195)을 포함한 실시예이고, 도 5의 실시예는 제3 케이스(101c)에 위치하는 제2 무선충전코일(196) 및 윈도우 글래스(151a)에 위치한 제3 무선충전코일(197)을 포함한 실시예이다. 도 6은 상기 제1 무선충전코일(195)과 상기 제2 무선충전코일(196)을 구비한 와치타입 이동 단말기(100)에 관한 실시예이다.
사용자의 손목이 닿는 와치타입 이동 단말기(100)의 배면 방향, 즉 제2 케이스(101b)를 제외하고, 가능한 상측 부분에 무선충전코일(195, 196, 197, 198)이 위치할 수 있다. 인체는 자기장에 영향을 미치기 때문에 가능한 사용자의 손목에서 이격된 위치에 배치하는 것이 바람직하다.
도 4의 실시예에서 제1 무선충전코일(195)은 본체(101)의 정면, 즉 제3 케이스(101c) 방향에 치우쳐 배치될 수도 있다. 제1 무선충전코일(195)은 원형으로 권취된 하나의 단위 코일의 반경이 유사하며 두께방향으로 비스듬하게 기울어져 감긴다. 즉, 코일 스프링과 같이 입체적인 형상의 나선코일을 이용할 수 있다.
무선충전장치(200)는 와치타입 이동 단말기(100) 본체(101)의 측면의 적어도 일부를 감싸는 제1 하우징(211)과 본체(101)의 상면에 위치하는 제2 하우징(212)을 포함한다. 제1 전력송신코일(225)은 제1 하우징(211)에 위치하며, 제1 무선충전코일(195)과 동일하게 코일 스프링과 같이 와치타입 이동 단말기(100)의 두께 방향으로 감아 올라가는 형상의 전력송신코일(225, 226, 228)을 포함한다.
제1 전력송신코일(225)과 제1 무선충전코일(195)은 직경에 차이가 있고 유사한 형상을 가진다. 충분한 크기의 자기장 형성을 위해 제1 전력송신 코일의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있다. 즉 제1 전력송신코일(225)의 감긴횟수가 제2 무선충전코일(196)의 감긴 회수가 더 많거나 제1 전력송신코일(225)의 코일을 제2 무선충전코일(196)보다 더 굵은 코일을 이용할 수 있다.
무선충전장치(200)에 구비된 보조배터리(230)는 상기 제1 전력송신코일(225)에 전원을 공급하여 전류를 흘리고, 상기 전류는 점선으로 표시된 자기장을 형성하며, 상기 자기장에 의해 제1 무선충전코일(195)이 충전된다. 보조배터리(230)는 제2 하우징(212)에 배치될 수도 있고, 제1 하우징(211)의 제1 전력송신코일(225)의 외측에 배치될 수도 있다.
도 5는 제3 케이스(101c)에 위치하는 제2 무선충전코일(196)과 윈도우 글래스(151a)에 위치하는 제2 무선충전코일(196)을 포함한다. 상기 제2 무선충전코일(196)과 제3 무선충전코일(197)은 평면적으로 형성되며, 일측 단부는 나선의 내측에 타측 단부는 나선의 외측에 위치하는 형태의 패턴을 갖는다.
제2 무선충전코일(196)은 제3 케이스(101c) 내부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 케이스(101a)와 제3 케이스(101c) 사이 또는 윈도우 글래스(151a)와 제3 케이스(101c) 사이에 위치할 수도 있다.
제3 무선충전코일(197)은 윈도우 글래스(151a)에 위치할 수 있다. 윈도우 글래스(151a)와디스플레이부(151) 사이에 위치하거나 윈도우 글래스(151a)를 복수개의 레이어로 구성된 부재를 이용하는 경우 윈도우 내측에 형성할 수도 있다. 디스플레이부(151)의 영상이 출력되는 활성영역까지 상기 제3 무선충전코일(197)이 위치하는 경우 사용자에게 코일이 보이지 않도록 산화인듐(ITO:Indium Tin Oxide)과 같은 투명한 전도성 소재를 이용하여 구현할 수 있다.
디스플레이부(151)의 전면에 터치센서가 구비된 경우, 터치센서에 제3 무선충전코일(197)을 구비할 수 있으며, 터치센서의 전극도 산화인듐(ITO:Indium Tin Oxide)으로 형성하는 바, 동시에 형성할 수 있다. 터치센서가 윈도우 글래스(151a)와 일체형으로 형성될 수도 있다.
제2 무선충전코일(196)과 제3 무선충전코일(197)을 충전하기 위해 본 실시예의 무선충전장치(200)의 전력송신코일(225, 226, 228)은 상기 제2 무선충전코일(196)과 상기 제3 무선충전코일(197)의 상면을 적어도 일부 커버하는 제2 전력송신코일(226)을 포함할 수 있다. 제2 전력송신코일(226)은 제2 무선충전코일(196)과 제3 무선충전코일(197)의 너비보다 더 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 제2 전력송신코일(226)은 본체(101)의 정면에 위치하는 제2 하우징(212)에 위치하는 바, 보조배터리(230)는 제2 하우징(212)에 배치할 수 있다.
도 6의 실시예는 제 1 무선충전코일(195, 196, 197, 198)과 제2 무선충전코일(196)을 모두 포함한 와치타입 이동 단말기(100)이고, 무선충전장치(200)는 상기 제1 무선충전코일(195) 전력을 공급하는 제1 전력송신코일(225)과 제2 무선충전코일(196)에 전력을 공급하는 제2 전력송신코일(226)을 포함한다.
제1 전력송신코일(225)은 제1 하우징(211)에 위치하고 제2 전력송신코일(226)은 제2 하우징(212)에 위치하는 바, 보조배터리(230)는 제2 전력송신코일(226)의 내측에 공간을 활용하여 배치할 수 있다. 디스플레이부(151)를 가리는 문제가 있으나, 배터리(191)의 충전이 다른 실시예보다 빨리 이루어질 수 있다.
제1 무선충전코일(195)을 구비한 경우에는 제1 전력송신코일(225)을 구비한 무선충전장치(200)를 이용하고, 제2 무선충전코일(196) 또는 제3 무선충전코일(197)을 구비한 경우에는 제2 전력송신코일(226)을 구비한 무선충전장치(200)를 이용할 수 있으며, 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)는 제1 무선충전코일(195), 제2 무선충전코일(196) 및 제3 무선충전코일(197) 중에 선택적으로 구비한 실시예를 모두 포함한다.
도 7은 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 와치타입 이동 단말기(100)와 무선충전기의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 달리 본 실시예의 무선충전코일(195, 196, 197, 198)은 밴드(102)에 위치하는 제4 무선충전코일(198)을 포함한다. 제4 무선충전코일(198)은 도 7에 도시된 바와 같이 본체(101)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 제4 무선충전코일(198)은 도 7의 (a)와 같이 하나의 코일만 구비할 수도 있고, (b)와 같이 복수개의 제4 무선충전코일(198)을 구비하는 경우 무선충전기의 전력송신코일(225, 226, 228)이 정확한 위치에 배치되지 않더라도 상기 복수개의 제4 무선충전코일(198) 중 하나에 전류가 흐르면 충전이 가능하다.
이 경우 무선충전장치(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 와치타입 이동 단말기(100)의 밴드(102) 부분을 커버하는 제3 하우징(213)을 포함한다. 상기 제3 하우징(213)은 밴드(102)에 위치하는 제4 무선충전코일(198)을 커버하며, 제4 전력송신코일(225, 226, 228)이 형성하는 자기장(점선)에 의해 제4 무선충전코일(198)에 전류가 흘러 배터리(191)가 충전될 수 있다. 배터리(191)는 본체(101)의 전면에 위치하는 제2 하우징(212)에 배치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 와치타입 이동 단말기(100)를 손목에서 분리하여 충전할 필요 없이 착용한 상태에서 충전이 가능하며, 손목과 거리가 있어 인체에 영향을 받는 전자기파를 최소화 하여 충전효율을 높일 수 있다.
또한, 자기유도방식 이외에 자기공명방식에도 적용 가능하여 다양한 충전방법을 적용할 수 있는 장점이 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 와치타입 이동 단말기 110: 무선통신부
101: 본체 102: 밴드
120: 입력부 140: 센싱부
150: 출력부 160: 인터페이스부
170: 메모리 180: 제어부
185: 인쇄회로기판 190: 전원공급부
191: 배터리 195: 제1 무선충전코일
196: 제2 무선충전코일 197: 제3 무선충전코일
198: 제4 무선충전코일 200: 무선충전장치
210: 하우징 225, 226, 228: 전력송신코일
230: 보조배터리 240: 충전단자

Claims (15)

  1. 디스플레이부;
    측면을 형성하는 제1 케이스, 상기 제1 케이스의 배면에 위치하는 제2 케이스 및 상기 디스플레이부 둘레에 위치하며 전면을 형성하는 제3 케이스를 포함하는 본체;
    상기 본체에 연결되어 사용자의 손목에 귄취되는 밴드;
    상기 본체에 실장된 배터리; 및
    상기 본체의 상기 제1 케이스 또는 상기 제3 케이스 중 적어도 하나에 위치하며 주변 자기장의 변화에 따라 전류가 흘려 상기 배터리를 충전하는 무선충전코일을 포함하는 와치타입 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 형성되어 상기 배터리를 수용하는 전장부를 포함하고,
    상기 무선충전코일은
    상기 제1 케이스의 내측면을 따라 위치하거나 또는 상기 제1 케이스와 일체형으로 형성되며 코일 스프링 형상으로 감긴 제1 무선충전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 무선충전코일은 상기 본체의 전면 방향에 치우쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선충전코일은
    상기 제1 케이스와 상기 제3 케이스 사이 또는 상기 제3 케이스에 일체형으로 형성된 제2 무선충전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는;
    영상을 출력하는 영상패널 및 상기 영상패널 전면에 위치하는 터치패널을 포함하고,
    상기 무선충전코일은 상기 터치패널에 형성된 제3 무선충전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선충전코일은 상기 밴드에 형성된 제4 무선충전코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4 무선충전코일은 서로 다른 위치에 형성된 복수개의 나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
  8. 전면에 디스플레이부를 구비한 본체와 한 쌍의 밴드 및 상기 본체의 상면 또는 측면에 무선충전코일을 구비한 와치타입 이동 단말기의 무선충전기에 있어서,
    상기 본체의 측면 부분에 위치하는 제1 하우징;
    상기 본체의 전면에 위치하여 가운데에 상기 디스플레이부에 상응하는 위치에 형성된 개구부를 포함하는 제2 하우징;
    상기 제1 하우징 또는 상기 제2 하우징 중 적어도 일측에 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징의 둘레를 따라 배치되는 나선형의 전력송신코일; 및
    상기 전력송신코일에 전원을 공급하는 보조 배터리를 포함하는 무선충전장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전력송신코일은 상기 제1 하우징에 위치하며 코일 스프링 형상으로 감긴 제1 전력송신코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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