KR20120027505A - 안테나를 포함하는 디스플레이 어셈블리와 관련된 디바이스 및 방법 - Google Patents

안테나를 포함하는 디스플레이 어셈블리와 관련된 디바이스 및 방법 Download PDF

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데이비드 제이 소렐
존 힐란
스티븐 프랭크랜드
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Abstract

예시적인 실시형태들은 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다. 디스플레이 어셈블리는, 디스플레이 유닛, 및 이 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 안테나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 안테나는 무선 전력 수신, 데이터 송신, 및 데이터 수신 중 적어도 하나를 위해 구성될 수도 있다.

Description

안테나를 포함하는 디스플레이 어셈블리와 관련된 디바이스 및 방법{DEVICES AND METHODS RELATED TO A DISPLAY ASSEMBLY INCLUDING AN ANTENNA}
이 출원은, 2009년 6월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "DISPLAY ASSEMBLY WITH BUILT IN COIL ANTENNA" 인 미국 가특허출원 61/186,774 에 대해 35 U.S.C. §119(e) 하에서 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 각각의 배터리 전력공급된 디바이스는 그 자신의 충전기 및 전력 소스 (이는 통상 AC 파워 아울렛임) 을 필요로 한다. 이는, 수많은 디바이스들이 충전을 필요로 할 때 다루기 어렵다.
송신기와 충전될 디바이스 사이에서 무선 전력 송신을 통해 이용하는 접근법이 개발되고 있다. 이들은 일반적으로 2개의 카테고리로 분류된다. 하나는, 배터리를 충전하기 위해 방사 전력을 수집하고 그것을 정류하는 충전될 디바이스 상의 수신 안테나와 송신 안테나 사이의 평면파 방사 (원거리장 방사 (far-field radiation) 라고도 불림) 의 커플링에 기초한다. 안테나들은 일반적으로 커플링 효율을 개선시키기 위해 공진 길이를 가진다. 이러한 접근법은, 전력 커플링이 안테나들 사이의 거리에 따라 급격하게 줄어든다는 사실에 어려움을 겪는다. 그리하여, 적정한 거리들 (예컨대, > 1~2m) 을 통한 충전이 어려워진다. 또한, 시스템이 평면파들을 방사하기 때문에, 필터링을 통해 적절히 제어되지 않으면 의도치 않은 방사가 다른 시스템들과 간섭할 수 있다.
다른 접근법은, 충전될 호스트 디바이스에 임베딩된 정류 회로 및 수신 안테나와, 예를 들어, "충전" 매트 또는 표면에 임베딩된 송신 안테나 사이의 유도성 커플링에 기초한다. 이러한 접근법은, 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간격이 매우 근접해야 (예컨대, 수 mm) 한다는 단점을 가진다. 이러한 접근법은 동일한 영역에서 동시에 다수의 디바이스들을 충전하는 능력을 갖지만, 이 영역은 통상 작기 때문에, 사용자는 디바이스들을 특정한 영역에 위치시켜야 한다.
근거리장 (near-field) 통신, 무선 충전, 또는 둘다를 위해 구성된 적어도 하나의 안테나 및 디스플레이 유닛을 포함하는 디스플레이 어셈블리가 필요하다.
도 1 은 무선 전력 전송 시스템의 단순 블록도를 나타낸다.
도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순 개략도를 나타낸다.
도 3a 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에서 사용하기 위한 루프 안테나의 개략도를 도시한다.
도 3b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에서 사용된 차동 안테나 (differential antenna) 의 대안적인 실시형태를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기의 단순 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 수신기의 단순 블록도이다.
도 6 은 송신기와 수신기 사이에서 메시징을 수행하기 위한 송신 회로의 일부의 단순 개략도를 나타낸다.
도 7 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 디스플레이 어셈블리를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 도 7 의 디스플레이 어셈블리의 다른 예시이다.
도 9 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 도 7 및 도 8 의 디스플레이 어셈블리의 정면도를 도시한다.
도 10 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 도 7 및 도 8 의 디스플레이 어셈블리의 배면도를 도시한다.
도 11 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 도 7 내지 도 10 의 디스플레이 어셈블리의 측면도를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 근거리장 통신 시스템을 포함하는 디스플레이 어셈블리를 도시한다.
도 13 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 무선 충전 시스템을 포함하는 디스플레이 어셈블리를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 디스플레이 어셈블리를 포함하는 전자 시스템을 도시한다.
도 15 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 방법을 도시하는 플로차트이다.
첨부 도면들과 관련하여 아래에 설명된 상세한 설명은, 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되고, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태들을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 이러한 설명 전반적으로 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 경우, 또는 예시로서 기능하는" 을 의미하고, 다른 예시적인 실시형태들보다 바람직하거나 또는 유용한 것으로서 반드시 해석되지 않아야 한다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위한 특정한 상세를 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들이 이들 특정한 상세없이도 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 일부 경우에서, 주지된 구조들 및 디바이스들은 본 명세서에 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 블록도 형태로 나타내진다.
단어 "무선 전력" 은 물리적인 전자기 도체들을 사용하지 않고 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장, 또는 그외의 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 의미하는 것으로 본 명세서에서 사용된다.
도 1 은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른 무선 송신 또는 충전 시스템 (100) 을 도시한다. 에너지 전송을 제공하기 위한 방사장 (radiated field; 106) 을 발생시키기 위해 송신기 (104) 에 입력 전력 (102) 이 제공된다. 수신기 (108) 는 방사장 (106) 에 커플링되며, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 소비 또는 저장을 위해 출력 전력 (110) 을 발생시킨다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자는 거리 (112) 만큼 분리되어 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되며, 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 매우 근접한 경우, 수신기 (108) 가 방사장 (106) 의 "근거리장" 에 위치될 때 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실이 최소화된다.
송신기 (104) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하는 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고, 수신기 (108) 는 에너지 수신을 위한 수단을 제공하는 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 안테나 (118) 가 "수신 안테나" 라고 지칭되지만, 수신 안테나 (118) 는 근거리장 통신 수단을 통해 데이터를 수신 및 송신하도록 구성될 수도 있음에 유의한다. 송신 및 수신 안테나는 그들과 연관된 애플리케이션들 및 디바이스들에 따라 사이징된다. 서술된 바와 같이, 전자기파에서의 에너지의 대부분을 원거리장에 전파하기보다는 송신 안테나의 근거리장에서의 에너지의 상당 부분을 수신 안테나에 커플링함으로써, 효율적인 에너지 전송이 발생된다. 이러한 근거리장에 있을 때, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에 커플링 모드가 전개될 수도 있다. 이 근거리장 커플링이 발생될 수도 있는 안테나 (114 및 118) 주변의 영역은 본 명세서에서 커플링 모드 영역이라고 지칭된다.
도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순 개략도를 나타낸다. 송신기 (104) 는 발진기 (122), 전력 증폭기 (124) 그리고 필터 및 매칭 회로 (126) 를 포함한다. 발진기는 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수에서 신호를 발생시키도록 구성된다. 발진기 신호는 제어 신호 (125) 에 응답하는 증폭량으로 전력 증폭기 (124) 에 의해 증폭될 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (126) 는, 고조파 또는 다른 원치않는 주파수들을 필터링하고 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 매칭시키기 위해 포함될 수도 있다.
수신기 (108) 는 DC 전력 출력을 발생시켜, 도 2 에 나타낸 바와 같이 배터리 (136) 를 충전하거나 또는 수신기에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력공급하기 위해 매칭 회로 (132) 그리고 정류기 및 스위칭 회로 (134) 를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (132) 는 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 매칭시키기 위해 포함될 수도 있다. 수신기 (108) 와 송신기 (104) 는 별도의 통신 채널 (119) (예컨대, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 통신할 수도 있다.
도 3a 에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시형태들에서 사용된 안테나들은 본 명세서에서 "자기" 안테나라고도 또한 지칭될 수도 있는 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있다. 루프 안테나는 페라이트 코어와 같은 물리적 코어 또는 공심 (air core) 을 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나는 코어 근방에 배치된 외부의 물리적 디바이스들에 대해 더 허용가능할 수도 있다. 또한, 공심 루프 안테나는 코어 영역 내에 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 루프는 송신 안테나 (114) (도 2) 의 평면 내의 수신 안테나 (118) (도 2) 의 배치를 더 용이하게 가능하게 할 수도 있으며, 여기서 송신 안테나 (114) (도 2) 의 커플링 모드 영역은 더 강력할 수도 있다.
서술된 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안에 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 에너지의 효율적인 전송이 발생된다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 매칭되지 않는 경우라도, 에너지는 보다 낮은 효율로 전송될 수도 있다. 에너지의 전송은, 송신 안테나로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하기보다는, 송신 안테나의 근거리장으로부터의 에너지를, 이러한 근거리장이 확립되는 이웃에 상주하는 수신 안테나에 커플링함으로써 발생된다.
루프 또는 자기 안테나의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 루프 안테나의 인덕턴스는 일반적으로 단순히 그 루프에 의해 생성된 인덕턴스이지만, 커패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 부가된다. 비제한적인 예로서, 공진 신호 (156) 를 발생시키는 공진 회로를 생성하기 위해, 커패시터 (152) 및 커패시터 (154) 가 안테나에 부가될 수도 있다. 따라서, 더 큰 직경의 루프 안테나에 대해, 공진을 유도하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는, 그 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소한다. 또한, 루프 또는 자기 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들도 가능하다. 다른 비제한적인 예로서, 커패시터는 루프 안테나의 2 개의 단자들 사이에서 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 송신 안테나에 대해 공진 신호 (156) 가 루프 안테나 (150) 로의 입력일 수도 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.
도 3b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 사용된 차동 안테나 (250) 의 대안적인 실시형태를 도시한다. 안테나 (250) 는 차동 코일 안테나로서 구성될 수도 있다. 차동 코일 구성에 있어서, 안테나 (250) 의 중심은 접지에 접속된다. 안테나 (250) 의 각각의 단부는, 도 3a 에서와 같이 일 단부가 접지에 접속되기보다는, 수신기/송신기 유닛 (미도시) 에 접속된다. 차동 공진 신호를 발생시키는 공진 회로를 생성하기 위해, 커패시터들 (252, 253, 254) 이 안테나 (250) 에 부가될 수도 있다. 통신이 양방향이고 코일로의 송신이 필요로 되는 상황에서 차동 안테나 구성이 유용할 수도 있다. 하나의 이러한 상황은 근거리장 통신 (NFC; Near Field Communication) 시스템들에 대해 존재할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들은 서로의 근거리장에 존재하는 2 개의 안테나들 사이의 전력을 커플링하는 것을 포함한다. 서술된 바와 같이, 근거리장은, 전자기장이 존재하지만 안테나로부터 멀리 전파되거나 방사되지 않을 수도 있는 안테나 주변의 영역이다. 그들은 통상 안테나의 물리적인 볼륨과 비슷한 볼륨으로 한정된다. 본 발명의 예시적인 실시형태들에서, 단일 및 멀티-턴 루프 안테나와 같은 자기 타입의 안테나는, 자기 근거리장 진폭이 전기 타입의 안테나 (예컨대, 작은 다이폴) 의 전기 근거리장과 비교하여 자기 타입의 안테나에 대해 더 높은 경향이 있기 때문에, 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 안테나 시스템 양자에 사용된다. 이것은 그 쌍 사이의 잠재적으로 더 높은 커플링을 허용한다. 또한, "전기" 안테나 (예컨대, 다이폴 및 모노폴) 또는 자기 안테나와 전기 안테나의 조합이 또한 고려된다.
Tx 안테나는, 상술된 원거리장 및 유도성 접근법에 의해 허용된 것보다 상당히 더 큰 거리에서 작은 Rx 안테나에 대한 양호한 커플링 (예컨대, > -4 dB) 을 달성하는데 충분히 큰 안테나 사이즈를 갖고 충분히 낮은 주파수에서 동작될 수 있다. Tx 안테나가 정확히 사이징되면, 호스트 디바이스 상의 Rx 안테나가 구동된 Tx 루프 안테나의 커플링 모드 영역 내에 (즉, 근거리장에) 배치될 때, 높은 커플링 레벨 (예컨대, -2 ㏈ 내지 -4 ㏈) 이 달성될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기 (200) 의 단순 블록도이다. 송신기 (200) 는 송신 회로 (202) 및 송신 안테나 (204) 를 포함한다. 일반적으로, 송신 회로 (202) 는, 송신 안테나 (204) 에 관한 근거리장 에너지의 발생을 야기하는 발진 신호를 제공함으로써 송신 안테나 (204) 에 RF 전력을 제공한다. 예로서, 송신기 (200) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.
예시적인 송신 회로 (202) 는, 송신 회로 (202) 의 임피던스 (예컨대, 50 옴) 를 송신 안테나 (204) 에 매칭시키기 위한 고정된 임피던스 매칭 회로 (206), 및 수신기 (108) (도 1) 에 커플링된 디바이스들의 셀프 재밍 (self-jamming) 을 방지하기 위한 레벨로 고조파 방출을 감소시키도록 구성된 저역통과 필터 (LPF; 208) 를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태들은 특정 주파수를 감쇠시키지만 다른 주파수는 통과시키는 노치 필터 (이에 한정되지 않음) 를 포함하는 상이한 필터 토폴로지를 포함할 수도 있고, 전력 증폭기에 의한 DC 전류 인출 또는 안테나로의 출력 전력과 같은 측정가능한 송신 메트릭에 기초하여 변화될 수도 있는 적응형 임피던스 매칭을 포함할 수도 있다. 송신 회로 (202) 는 발진기 (212) 에 의해 결정되는 RF 신호를 구동하도록 구성된 전력 증폭기 (210) 를 더 포함한다. 송신 회로는 개별 디바이스들 또는 회로들로 구성될 수도 있고, 또는 대안적으로는 집적 어셈블리로 구성될 수도 있다. 송신 안테나 (204) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 대략 2.5 와트일 수도 있다.
송신 회로 (202) 는 특정 수신기들에 대한 송신 페이즈 (또는 듀티 사이클) 동안에 발진기 (212) 를 인에이블시키고, 발진기의 주파수를 조정하며, 부착된 수신기들을 통해 인접하는 디바이스들과 상호작용하는 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정하기 위한 제어기 (214) 를 더 포함한다.
송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 발생된 근거리장의 근방에서 액티브 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하는 부하 감지 회로 (216) 를 더 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로 (216) 는, 송신 안테나 (204) 에 의해 발생된 근거리장의 근방에서 액티브 수신기들의 존재 또는 부재에 의해 영향을 받는, 전력 증폭기 (210) 로 흐르는 전류를 모니터링한다. 액티브 수신기와 통신하기 위한 에너지를 송신하기 위해 발진기 (212) 를 인에이블시킬지 여부를 결정하는데 이용하기 위해, 전력 증폭기 (210) 상의 부하에 대한 변화의 검출이 제어기 (214) 에 의해 모니터링된다.
송신 안테나 (204) 는 저항 손실을 낮게 유지하도록 선택된 두께, 폭 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 구현될 수도 있다. 종래의 구현에서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 테이블, 매트, 램프 또는 다른 휴대성이 적은 구성과 같은 더 큰 구조와 연관되도록 구성될 수도 있다. 따라서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 실제 치수로 되기 위하여 "턴 (turn)" 을 필요로 하지 않을 것이다. 송신 안테나 (204) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작을" 수도 있고 (즉, 파장의 일부), 공진 주파수를 정의하기 위해 커패시터를 사용함으로써 더 작은 가용 주파수에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 송신 안테나 (204) 가 수신 안테나에 비해 직경에 있어서 더 클 수도 있거나, 또는 정사각 루프인 경우 측면의 길이 (예컨대, 0.50 미터) 에 있어서 더 클 수도 있는 예시적인 애플리케이션에서, 송신 안테나 (204) 는 적정한 커패시턴스를 획득하기 위해 다수의 턴을 반드시 필요로 하지는 않을 것이다.
송신기 (200) 는, 송신기 (200) 와 연관될 수도 있는 수신기 디바이스들의 상태 또는 소재에 관한 정보를 수집하고 추적할 수도 있다. 그리하여, 송신기 회로 (202) 는, 제어기 (214) (본 명세서에서는 프로세서라고도 지칭됨) 에 접속된, 존재 검출기 (280), 폐쇄형 검출기 (290; enclosed detector), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (214) 는, 존재 검출기 (280) 및 폐쇄형 검출기 (290) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 증폭기 (210) 에 의해 전달된 전력량을 조정할 수도 있다. 송신기는, 예를 들어, 빌딩에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하기 위한 AC-DC 변환기 (미도시), 종래의 DC 전력 소스를 송신기 (200) 에 적합한 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 변환기 (미도시) 와 같은 다수의 전력 소스를 통해, 또는 종래의 DC 전력 소스 (미도시) 로부터 직접 전력을 수신할 수도 있다.
비제한적인 예로서, 존재 검출기 (280) 는 송신기의 커버리지 영역으로 삽입되는 충전될 디바이스의 초기 존재를 감지하기 위해 활용된 모션 검출기일 수도 있다. 검출 이후에, 송신기는 턴 온될 수도 있고, 디바이스에 의해 수신된 RF 전력은 미리결정된 방식으로 Rx 디바이스 상의 스위치를 토글링하기 위해 사용될 수도 있고, 이는 송신기의 구동 포인트 임피던스에 대한 변화를 초래한다.
다른 비제한적인 예로서, 존재 검출기 (280) 는 예를 들어, 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적합한 수단에 의해 인간을 검출할 수 있는 검출기일 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 송신 안테나가 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력량을 제한하는 규제가 있을 수도 있다. 일부 경우에서, 이들 규제는 전자기 방사로부터 인간을 보호하는 것으로 여겨진다. 그러나, 송신 안테나들이 예를 들어, 차고, 작업 현장, 매장 등과 같이 인간에 의해 점유되지 않거나 인간에 의해 덜 빈번하게 점유되는 영역에 배치되는 환경이 존재할 수도 있다. 이들 환경이 인간으로부터 자유로우면, 송신 안테나의 전력 출력을 정상 전력 제한 규제보다 높게 증가시키는 것이 허용될 수도 있다. 다시 말해, 제어기 (214) 는 인간의 존재에 응답하여 송신 안테나 (204) 의 전력 출력을 규제 레벨 이하로 조정할 수도 있고, 인간이 송신 안테나 (204) 의 전자기장으로부터 규제 거리 외부에 있을 때 규제 레벨보다 높은 레벨로 송신 안테나 (204) 의 전력 출력을 조정할 수도 있다.
비제한적인 예로서, 폐쇄형 검출기 (290) (본 명세서에서는 폐쇄형 격실 검출기 또는 폐쇄형 공간 검출기라고도 지칭될 수도 있음) 는, 인클로저가 폐쇄 또는 개방 상태에 있을 때를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 폐쇄형 상태에 있는 인클로저 내에 송신기가 존재할 경우, 송신기의 전력 레벨이 증가될 수도 있다.
예시적인 실시형태들에서, 송신기 (200) 가 무기한으로 유지되지 않는 방법이 이용될 수도 있다. 이 경우에서, 송신기 (200) 는 사용자 결정된 시간량 이후에 중단하도록 프로그램될 수도 있다. 이러한 특징은, 주변부의 무선 디바이스들이 완전하게 충전된 한참 후에 송신기 (200), 특히, 전력 증폭기 (210) 가 구동하는 것을 방지한다. 이러한 이벤트는, 디바이스가 완전하게 충전된 수신 코일 또는 중계기로부터 전송된 신호를 검출하기 위한 회로의 고장으로 인한 것일 수도 있다. 다른 디바이스가 그 주변부에 배치되는 경우에 송신기 (200) 가 자동으로 중지하는 것을 방지하기 위해, 송신기 (200) 자동 중단 특징은 그 주변부에서 검출된 일정 기간의 모션의 부족 이후에만 활성화될 수도 있다. 사용자는 비활성 시간 간격을 결정할 수도 있고, 원하는 경우 변경할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 시간 간격은 디바이스가 초기에 완전하게 방전되었다는 가정하에서 특정 타입의 무선 디바이스를 완전하게 충전하는데 필요한 것보다 길 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 수신기 (300) 의 단순 블록도이다. 수신기 (300) 는 수신 회로 (302) 및 수신 안테나 (304) 를 포함한다. 안테나 (304) 가 "수신 안테나" 라고 지칭되지만, 수신 안테나 (304) 는 근거리장 통신 수단을 통해 데이터를 수신 및 송신하도록 구성될 수도 있음에 유의한다. 수신기 (300) 는 수신된 전력을 디바이스 (350) 에 제공하기 위해 디바이스 (350) 에 또한 커플링된다. 수신기 (300) 가 디바이스 (350) 외부에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 디바이스 (350) 내에 통합될 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 에너지가 수신 안테나 (304) 에 무선으로 전파된 후에, 수신 회로 (302) 를 통해 디바이스 (350) 에 커플링된다.
수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204) (도 4) 와 동일한 주파수에서 또는 동일한 주파수 근처에서 공진하도록 튜닝된다. 수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204) 와 유사하게 치수가 정해질 수도 있고, 또는 연관된 디바이스 (350) 의 치수에 기초하여 상이하게 사이징될 수도 있다. 예로서, 디바이스 (350) 는 송신 안테나 (204) 의 직경 또는 길이보다 작은 직경 또는 길이 치수를 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수도 있다. 이러한 예에서, 튜닝 커패시터 (미도시) 의 커패시턴스 값을 감소시키고 수신 안테나의 임피던스를 증가시키기 위하여 수신 안테나 (304) 가 멀티-턴 안테나로서 구현될 수도 있다. 예로서, 안테나 직경을 최대화하고 수신 안테나의 루프 턴 (즉, 권선) 의 수 및 권선간 커패시턴스를 감소시키기 위하여 수신 안테나 (304) 가 디바이스 (350) 의 실질적인 원주 둘레에 배치될 수도 있다.
수신 회로 (302) 는 수신 안테나 (304) 에 대한 임피던스 매칭을 제공한다. 수신 회로 (302) 는 수신된 RF 에너지 소스를 디바이스 (350) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하는 전력 변환 회로 (306) 를 포함한다. 전력 변환 회로 (306) 는 RF-DC 변환기 (308) 를 포함하고, 또한 DC-DC 변환기 (310) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 변환기 (308) 는 수신 안테나 (304) 에서 수신된 RF 에너지 신호를 비-교류 전력으로 정류하는 한편, DC-DC 변환기 (310) 는 정류된 RF 에너지 신호를 디바이스 (350) 와 호환성이 있는 에너지 전위 (예컨대, 전압) 로 변환한다. 선형 및 스위칭 변환기뿐만 아니라, 부분 및 완전 정류기, 레귤레이터, 브리지, 더블러 (doubler) 를 포함하는 다양한 RF-DC 변환기가 고려된다. 안테나 (304) 는 또한 근거리장 통신을 위해 구성될 수도 있음에 유의한다.
수신 회로 (302) 는 수신 안테나 (304) 를 전력 변환 회로 (306) 에 접속하거나 또는 대안적으로는 전력 변환 회로 (306) 를 접속해제하기 위한 스위칭 회로 (312) 를 더 포함할 수도 있다. 수신 안테나 (304) 를 전력 변환 회로 (306) 로부터 접속해제하는 것은, 디바이스 (350) 의 충전을 중지시킬 뿐만 아니라, 송신기 (200) (도 2) 에 의해 "관측" 되는 "부하" 도 변경한다.
상술한 바와 같이, 송신기 (200) 는 송신기 전력 증폭기 (210) 에 제공되는 바이어스 전류의 변동을 검출하는 부하 감지 회로 (216) 를 포함한다. 따라서, 송신기 (200) 는 수신기가 송신기의 근거리장에 존재할 때를 결정하기 위한 메커니즘을 갖는다.
다수의 수신기 (300) 가 송신기의 근거리장에 존재할 때, 하나 이상의 수신기의 로딩 및 언로딩을 시간 다중화하여 다른 수신기들로 하여금 송신기에 더욱 효율적으로 커플링할 수 있게 하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 다른 근처의 수신기들에 커플링하는 것을 제거하거나 또는 근처의 송신기들 상의 로딩을 감소시키기 위하여 수신기가 은폐 (cloak) 될 수도 있다. 또, 이러한 수신기의 "언로딩" 은 본 명세서에서는 "은폐" 로서 인식된다. 게다가, 수신기 (300) 에 의해 제어되고 송신기 (200) 에 의해 검출된 언로딩과 로딩 사이의 이러한 스위칭은 더욱 완전하게 후술되는 바와 같이 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 통신 메커니즘을 제공한다. 추가로, 프로토콜은 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 메시지의 전송을 가능하게 하는 스위칭과 연관될 수도 있다. 예로서, 스위칭 속도는 대략 100 μsec 일 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 송신기와 수신기 사이의 통신은 종래의 양방향 통신보다는 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘을 지칭한다. 다시 말해, 송신기는 송신된 신호의 온/오프 키잉 (keying) 을 이용하여 에너지가 근거리장에서 이용가능한지 여부를 조정한다. 수신기들은 에너지의 이들 변화를 송신기로부터의 메시지로서 해석한다. 수신기측으로부터, 수신기는 수신 안테나의 튜닝 및 디튜닝을 이용하여 근거리장으로부터 얼마나 많은 전력이 수용되고 있는지를 조정한다. 송신기는 근거리장으로부터 이용된 이러한 전력의 차이를 검출하고 이들 변화를 수신기로부터의 메시지로서 해석할 수 있다.
수신 회로 (302) 는, 송신기로부터 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있는, 수신된 에너지 변동을 식별하는데 사용되는 시그널링 검출기 및 비컨 회로 (314) 를 더 포함할 수도 있다. 게다가, 시그널링 및 비컨 회로 (314) 는 또한 근거리장 통신 또는 무선 충전을 위한 수신 회로 (302) 를 구성하기 위하여, 감소된 RF 신호 에너지 (즉, 비컨 신호) 의 송신을 검출하고, 감소된 RF 신호 에너지를 수신 회로 (302) 내의 전력공급되지 않은 회로 또는 전력공핍된 회로를 자각시키기 위한 공칭 전력으로 정류하는데 사용될 수도 있다.
수신 회로 (302) 는 본 명세서에서 설명된 스위칭 회로 (312) 의 제어를 포함하여 본 명세서에서 설명된 수신기 (300) 의 프로세스를 조정하는 프로세서 (316) 를 더 포함한다. 또한, 충전 전력을 디바이스 (350) 에 제공하는 외부의 유선 충전 소스 (예를 들어, 벽/USB 전력) 의 검출을 포함하는 다른 이벤트들의 발생시에 수신기 (300) 의 은폐가 발생될 수도 있다. 프로세서 (316) 는 수신기의 은폐를 제어하는 것뿐만 아니라, 또한 비컨 회로 (314) 를 모니터링하여 비컨 상태를 결정하고 송신기로부터 전송된 메시지를 추출할 수도 있다. 또한, 프로세서 (316) 는 성능을 개선하기 위해 DC-DC 변환기 (310) 를 조정할 수도 있다.
도 6 은 송신기와 수신기 사이에서 메시징을 수행하기 위한 송신 회로의 일부의 단순 개략도를 나타낸다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태들에서, 통신 수단이 송신기와 수신기 사이에서 인에이블될 수도 있다. 도 6 에서, 전력 증폭기 (210) 는 송신 안테나 (204) 를 구동하여 방사장을 발생시킨다. 전력 증폭기는 송신 안테나 (204) 에 대해 원하는 주파수에서 발진하는 캐리어 신호 (220) 에 의해 구동된다. 송신 변조 신호 (224) 는 전력 증폭기 (210) 의 출력을 제어하기 위해 사용된다.
송신 회로는 전력 증폭기 (210) 상에서 온/오프 키잉 프로세스를 사용함으로써 수신기로 신호를 전송할 수 있다. 다시 말해, 송신 변조 신호 (224) 가 어서트 (assert) 되면, 전력 증폭기 (210) 는 송신 안테나 (204) 상에서 캐리어 신호 (220) 의 주파수를 구동할 것이다. 송신 변조 신호 (224) 가 무효화되면, 전력 증폭기는 송신 안테나 (204) 상에서 어떠한 주파수도 구동하지 않을 것이다.
도 6 의 송신 회로는 또한, 전력 증폭기 (210) 에 전력을 공급하고 수신 신호 (235) 출력을 발생시키는 부하 감지 회로 (216) 를 포함한다. 부하 감지 회로 (216) 에서는, 전력 증폭기 (210) 에 대한 전원 (228) 과 전력 입력 신호 (226) 사이에서 저항 (RS) 양단의 전압 강하가 나타난다. 전력 증폭기 (210) 에 의해 소모된 전력에서의 임의의 변화는, 차동 증폭기 (230) 에 의해 증폭될 전압 강하에서의 변화를 야기할 것이다. 송신 안테나가 수신기 (도 6 에는 미도시) 에서의 수신 안테나와 커플링된 모드에 있으면, 전력 증폭기 (210) 에 의해 인출된 전류량이 변화할 것이다. 다시 말해, 송신 안테나 (210) 에 대해 커플링된 모드 공진이 존재하지 않으면, 방사장을 구동하기 위해 요구되는 전력은 제 1 양일 것이다. 커플링된 모드 공진이 존재하면, 많은 전력이 수신 안테나에 커플링되어 있기 때문에 전력 증폭기 (210) 에 의해 소모된 전력량은 상승할 것이다. 따라서, 수신 신호 (235) 는 송신 안테나 (235) 에 커플링된 수신 안테나의 존재를 나타낼 수 있고, 수신 안테나로부터 전송된 신호를 또한 검출할 수 있다. 추가로, 수신기 전류 인출에서의 변화는 송신기의 전력 증폭기 전류 인출에서 관측가능하고, 이러한 변화는 수신 안테나로부터의 신호를 검출하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명되는 다양한 예시적인 실시형태들은 디스플레이 유닛 및 적어도 하나의 수신 안테나를 갖는 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다. 이하 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 디스플레이 어셈블리는 디스플레이 유닛과 적어도 하나의 수신 안테나 사이에 위치된 페라이트 링 (ferrite ring) 을 더 포함할 수도 있다. 게다가, 디스플레이 어셈블리는 디스플레이 유닛의 적어도 일부 및 적어도 하나의 수신 안테나를 감싸는 자기적으로 투명 쉘 (shell) 을 포함할 수도 있다.
도 7 은 디스플레이 유닛 (702) 및 디스플레이 유닛 (702) 을 적어도 부분적으로 둘러싸는 안테나 (704) 를 포함하는 디스플레이 어셈블리 (700) 를 도시한다. 오직 예를 위해, 안테나 (704) 는, 무선 전력을 수신하기 위해, 근거리장 통신 (NFC) 수단에 따라 데이터를 송신하기 위해, NFC 수단에 따라 데이터를 수신하기 위해, 또는 이들의 조합을 위해 구성된 근거리장 안테나를 포함할 수도 있다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 안테나 (704) 는 하나 이상의 권선들을 갖는 코일 안테나를 포함할 수도 있다. 디스플레이 유닛 (702) 의 주변부는 안테나 (704) 를 적어도 간접적으로 지지할 수도 있음에 유의한다.
이하 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 안테나 (704) 와 디스플레이 유닛 (702) 사이에 페라이트 재료가 위치될 수도 있고, 따라서, 안테나 (702) 를 간접적으로 지지하기 위해 디스플레이 유닛 (702) 이 안테나 (702) 와 접촉되는 것을 필요로 하지 않는다. 간접적으로 지지하는 비제한적인 예는, 안테나 (704) 에 직접적인 지지를 제공하여 디스플레이 유닛 (702) 에 의해 간접적인 지지가 제공되게 야기하는, 디스플레이 유닛 (702) 의 주변부 둘레에 위치된 페라이트 재료 또는 링과 같은, 하나 이상의 중간층들 또는 재료들의 배향 또는 배열을 포함할 수도 있다.
또한, 디스플레이 유닛 (702) 의 주변부는 안테나 (704) 의 적어도 하나의 권선의 원주를 실질적으로 규정할 수도 있다. 디스플레이 유닛 (702) 은 종래의 디스플레이 유닛의 임의의 공지된 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 오직 예를 위해, 디스플레이 유닛 (702) 은, 오직 예를 위해, 디스플레이 스크린, 터치 스크린, 하나 이상의 디스플레이 드라이버들, 하나 이상의 조명 디바이스들 (예컨대, 후방 조명 디바이스들), 하나 이상의 센서들, 하나 이상의 커넥터들, 하나 이상의 피드백 엘리먼트들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 추가로, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 커넥터 (710) 를 포함할 수도 있고, 커넥터 (710) 는 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 각각에 동작가능하게 커플링될 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에 따르면, 디스플레이 유닛 커넥터를 포함할 수도 있는 커넥터 (710) 는, 안테나 (704) 에 대한 하나 이상의 접속부들을 포함할 수도 있다. 또한, 안테나 (704) 는 커넥터 (710) 의 하나 이상의 접속부들 (미도시) 을 디스플레이 유닛 (702) 과 공유할 수도 있음에 유의한다. 오직 예로서, 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 은 커넥터 (710) 의 공통 접지 핀을 공유할 수도 있다. 단일 커넥터는 디스플레이 어셈블리 (700) 의 비용 및/또는 사이즈를 감소시킬 수도 있음에 유의한다. 디스플레이 어셈블리 (700) 가 단일 커넥터 (710) 만을 가지며, 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 각각이 커넥터 (710) 를 공유하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 그 대신에, 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 은 각각 전용 커넥터를 가질 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에 따르면, 디스플레이 어셈블리 (700) 는, 디스플레이 유닛 (702) 과 안테나 (704) 사이에 위치되고 디스플레이 유닛 (702) 을 적어도 부분적으로 둘러싸는 페라이트 재료를 포함하는 링 (706) 을 더 포함할 수도 있다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 링 (706) 은 안테나 (704) 와 연관된 자기장을 공유하도록 구성될 수도 있다. 디스플레이 유닛 (702) 이 금속성 컴포넌트들을 포함하지 않는 (예컨대, 디스플레이 유닛 (702) 이 유리, 플라스틱 또는 양자를 포함함) 예시적인 실시형태에서, 링 (706) 이 필요하지 않을 수도 있음에 유의한다.
추가로, 디스플레이 엘리먼트 (700) 는 쉘 (708) 을 포함할 수도 있고, 쉘 (708) 은 디스플레이 유닛 (702) 의 적어도 일부 및 안테나 (704) 를 감쌀 수도 있다. 또한, 링 (706) 을 포함하는 예시적인 실시형태에서, 디스플레이 유닛 (702), 안테나 (704) 및 링 (706) 각각은 쉘 (708) 내에 적어도 부분적으로 감싸져 있을 수도 있다. 쉘 (708) 은 또한 본 명세서에서 포장지 또는 케이스로서 지칭될 수도 있다. 쉘 (708) 은 자기적으로 투명 재료를 포함할 수도 있음에 유의한다.
도 8 은 디스플레이 유닛 (702) 및 디스플레이 유닛 (702) 을 적어도 부분적으로 둘러싸는 안테나 (704) 를 포함하는 디스플레이 어셈블리 (700) 의 다른 예시이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 디스플레이 유닛 (702) 은 두께 T 를 가질 수도 있다. 또한, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 디스플레이 유닛 (702) 의 외부 에지에 인접하고 적어도 부분적으로 둘러싸는 링 (706) 을 포함할 수도 있다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 링 (706) 또한 두께 T 를 가질 수도 있고, 그리하여, 디스플레이 유닛 (702) 의 외부 에지와 실질적으로 정렬될 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 링 (706) 은 디스플레이 유닛 (702) 의 두께보다 작은 두께를 포함할 수도 있다. 그러나, 링 (706) 을 포함하는 예시적인 실시형태에서, 링 (706) 이 디스플레이 유닛 (702) 과 안테나 (704) 사이에 위치될 수도 있음에 유의한다.
도 8 은 또한 디스플레이 유닛 (702), 안테나 (704), 쉘 (708), 및 쉘 (708) 내에 감싸진 링 (706) 을 도시한다. 또한, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 각각이 디스플레이 어셈블리 (700) 외부에 있는 컴포넌트들에 동작가능하게 커플링할 수 있도록 구성된 커넥터 (710) 를 더 포함할 수도 있다.
도 9 는 정면 (720) 을 갖는 디스플레이 어셈블리 (700) 의 다른 예시이다. 또한, 도 10 은 도 9 에 도시된 정면 (720) 의 반대편인 배면 (722) 을 갖는 디스플레이 어셈블리 (700) 를 도시한다. 도 9 및 도 10 을 참조하면, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 자속 (도 9 및 도 10 에서 각각 화살표 (724 및 726) 로 도시됨) 이 안테나 (704) 로부터 또는 외부 안테나 (미도시) 로부터 방사하고, 그리고 디스플레이 어셈블리 (700) 의 정면 (720) 및 배면 (722) 각각으로부터 안테나 (704) 를 통과할 수 있도록 구성될 수도 있음에 유의한다. 따라서, 안테나 (704) 는, 페이스-업 (face-up) 또는 페이스-다운 (face-down) 위치에서, 적합한 안테나 (예컨대, 충전 표면 및/또는 NFC 리더/라이터) 를 포함하는 디바이스 상에 또는 그 디바이스 근방에 위치되어 있으면서, 무선으로 전력을 수신하고, NFC 수단을 통해 데이터를 수신하고, NFC 수단을 통해 데이터를 송신할 수도 있다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 안테나 (704) 는 디스플레이 유닛 (702) 과의 사이에 클리어런스 (clearance) 를 가지고 분리되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "클리어런스" 는, 빈 공간, 비도전성 컴포넌트를 포함하는 공간, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 도 9 에 나타낸 예에서, 클리어런스의 일부는 안테나 (704) 와 디스플레이 유닛 (702) 사이에 위치된 자기적으로 빈 공간 또는 투명 공간을 포함할 수도 있다. 따라서, 클리어런스는 안테나 (704) 에 인접하고 안테나 (704) 와 연관될 수도 있는 자기장에 대한 탈출 경로를 제공할 수도 있다. 구체적으로, 구성된 바와 같은, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 안테나 (704) 전체 둘레에 탈출 경로를 제공할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 안테나 (704) 에 인접한 탈출 경로는 자기장이 안테나 (704) 둘레에 존재하도록 할 수도 있고, 그리하여, 연관된 무선 수신 안테나의 기능이 강화될 수도 있다. 또한, 도전성 컴포넌트 (즉, 디스플레이 유닛 (702) 의 자기적으로 도전성 부분들) 로부터 야기되는 안테나 (704) 와 연관되고 안테나 (704) 에 인접한 자기장에 대한 임의의 악영향이 제한될 수도 있다. 예로서, 클리어런스는 디스플레이 유닛 (702) 의 자기적으로 비도전성 에지에 의해 제공될 수도 있다.
도 11 은 디스플레이 유닛 (702) 및 디스플레이 유닛 (702) 의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 안테나 (704) 를 갖는 디스플레이 어셈블리 (700) 의 측면도를 도시한다. 안테나 (704) 가 4 개의 권선들을 갖는 것으로서 도 11 에 도시되어 있지만, 안테나 (704) 는 임의의 수의 권선들을 포함할 수도 있다. 또한, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 디스플레이 유닛 (702) 의 외부 에지의 적어도 일부에 인접하고 적어도 부분적으로 둘러싸는 링 (706) 을 포함한다. 상기 서술된 바와 같이, 링 (706) 은 안테나 (704) 와 디스플레이 유닛 (702) 사이에 위치될 수도 있고, 따라서, 안테나 (704) 를 디스플레이 유닛 (702) 으로부터 물리적으로 분리할 수도 있다. 또한, 도 11 에 도시된 바와 같이, 링 (706) 은 디스플레이 유닛 (702) 의 두께 T 보다 작은 두께 A 를 가짐에 유의한다.
도 11 을 계속해서 참조하면, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 디스플레이 유닛 (702), 안테나 (704) 및 링 (706) 각각을 감싸는 쉘 (708) 을 포함할 수도 있다. 디스플레이 유닛 (702) 의 스크린 (730) (예컨대, 유리 스크린) 이 쉘 (708) 의 외측면에 위치될 수도 있음에 유의한다. 또한, 디스플레이 어셈블리 (700) 는 커넥터 (710) 를 포함할 수도 있고, 이 커넥터 (710) 는 안테나 (704) 및 디스플레이 유닛 (702) 각각에 동작가능하게 커플링될 수도 있다.
도 12 를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, NFC 시스템 (900) 이 디스플레이 어셈블리 (700) 내에 위치 (예컨대, 임베딩) 될 수도 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 안테나 (704) (도 7 내지 도 11 참조) 는 외부 커넥터 (예컨대, 커넥터 (701); 도 7 내지 도 11 참조) 에 접속될 필요가 없을 수도 있음에 유의한다. 그러나, 당업자가 이해하듯이, 커넥터 (예컨대, 커넥터 (710)) 는 I2C 와 같은 호스트 인터페이스 포트를 필요로 할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에 따르면, 도 13 에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템 (910) (예컨대, 도 5 에서의 수신기 (302)) 이 디스플레이 어셈블리 (700) 내에 적어도 부분적으로 위치 (예컨대, 임베딩) 될 수도 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 안테나 (704) (도 7 내지 도 11 참조) 가 외부 커넥터 (예컨대, 커넥터 (710)) 에 접속되는 것이 필요로 되지 않을 수도 있음에 유의한다. 도 14 는 전자 디바이스 (930) 를 도시하며, 이 전자 디바이스 (930) 는, 오직 예를 위해, 셀룰러 전화기, 휴대용 미디어 플레이어, 카메라, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 툴 (tool), 장난감, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스 (930) 는 디스플레이 어셈블리 (700) 를 포함할 수도 있다.
도 15 는 하나 이상의 예시적인 실시형태들에 따른 방법 (980) 을 도시하는 플로차트이다. 방법 (980) 은 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 디스플레이 어셈블리를 형성하는 단계 (부호 982 에 의해 나타냄) 를 포함할 수도 있다.
안테나, 및 가능하면 페라이트 재료를 디스플레이 어셈블리에 통합하는 것은 디스플레이 어셈블리의 복잡성을 감소시킬 수도 있고, 이는 연관된 전자 디바이스의 신뢰성을 증가시키고 비용을 감소시킬 수도 있다. 또한, 전자 디스플레이들이 대량으로 제조될 수도 있기 때문에, 안테나, 페라이트 링, 및 디스플레이 유닛의 개별적인 구입에 비해서 비용 절약이 가능할 수도 있다. 또, 안테나 및 페라이트 재료가 경질 디스플레이 어셈블리 내측에 장착될 수도 있기 때문에, 그들의 상대적인 위치 및 간격은 일정하게 유지될 수도 있고, 이는 보다 안정한 튜닝을 야기할 수도 있다. 추가로, 디스플레이 스크린 주변에 안테나를 배치함으로써, 연관된 전자 디바이스 (예컨대, 셀룰러 전화기) 는 페이스-업 및 페이스-다운 배향 모두에서 원격 디바이스 (예컨대, 무선 충전기) 에 커플링하도록 구성될 수도 있다.
당업자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술 및 기법을 이용하여 표현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반적으로 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은, 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학 필드들 또는 광학 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
당업자는, 본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합으로서 구현될 수도 있다는 것을 더 이해할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능과 관련하여 일반적으로 상술되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지는 전체 시스템상에 부과된 설계 제약들 및 특정한 애플리케이션에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각 특정한 애플리케이션에 대해 여러 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정이 본 발명의 예시적인 실시형태의 범위를 벗어나는 것으로서 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명한 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로는, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명한 방법 및 알고리즘의 단계들은 직접 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어 모듈로, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램가능한 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되어서, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수도 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수도 있다. 대안으로는, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안으로는, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에서의 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시형태에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 양자를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 제한하지 않는 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 디바이스, 자기 디스크 저장 디바이스 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 반송하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 문맥이 적절히 컴퓨터 판독가능한 매체를 칭한다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어 (twisted pair), 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신된다면, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (compact disc; CD), 레이저 디스크 (laser disc), 광학 디스크 (optical disc), DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루-레이 디스크 (blu-ray disc) 를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 는 통상 데이터를 자기적으로 재생하는 한편 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들도 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
개시된 예시적인 실시형태들의 이전의 설명은, 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있게 하기 위해 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 변형물이 당업자에게는 쉽게 명백할 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반 원리가 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 예시적인 실시형태들에 제한되는 것으로 의도되지 않고, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (23)

  1. 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 둘러싸고 상기 디스플레이 유닛의 적어도 일부에 의해 적어도 간접적으로 지지되도록 구성된 적어도 하나의 안테나를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 안테나는, 무선 전력의 송신 또는 수신, 및 데이터의 송신 또는 수신 중 적어도 하나를 위해 또한 구성된, 디스플레이 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이 유닛을 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛의 주변부 (perimeter) 는 상기 적어도 하나의 안테나를 적어도 간접적으로 지지하는, 디스플레이 어셈블리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛의 주변부는 상기 적어도 하나의 안테나의 적어도 하나의 권선의 원주를 실질적으로 규정하는, 디스플레이 어셈블리.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은, 스크린, 하나 이상의 디스플레이 드라이버들, 하나 이상의 조명 (lighting) 디바이스들, 하나 이상의 센서들, 하나 이상의 커넥터들, 및 하나 이상의 피드백 엘리먼트들 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛 및 상기 적어도 하나의 안테나 각각에 동작가능하게 커플링된 커넥터를 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛 및 상기 적어도 하나의 안테나는 상기 커넥터의 하나 이상의 접속부들을 공유하는, 디스플레이 어셈블리.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛과 상기 적어도 하나의 안테나 사이에 위치되고, 상기 디스플레이 유닛을 적어도 부분적으로 둘러싸는 페라이트 재료를 포함하는 링 (ring) 을 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안테나 및 상기 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 둘러싸는 자기적으로 투명 재료를 포함하는 쉘 (shell) 을 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어셈블리는 자속 (magnetic flux) 이 상기 디스플레이 어셈블리의 정면 및 배면 각각을 통해 방사할 수 있도록 구성된, 디스플레이 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    내부에 임베딩된 근거리장 통신 시스템을 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    내부에 임베딩된 무선 충전 시스템을 더 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안테나는 하나 이상의 권선들을 포함하는 코일 안테나를 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어셈블리는 전자 디바이스 내부에 통합되어 있는, 디스플레이 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는, 셀룰러 전화기, 휴대용 미디어 플레이어, 카메라, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 툴 (tool) 및 장난감 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
  16. 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 안테나를 구비하는 디스플레이 어셈블리를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는, 스크린, 하나 이상의 디스플레이 드라이버들, 하나 이상의 조명 디바이스들, 하나 이상의 센서들, 하나 이상의 커넥터들, 및 하나 이상의 피드백 엘리먼트들 중 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 안테나를 구비하는 디스플레이 어셈블리를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛 및 상기 적어도 하나의 안테나 각각에 커넥터를 커플링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛과 상기 적어도 하나의 안테나 사이에 위치되고, 상기 디스플레이 유닛의 둘레에 적어도 부분적으로 페라이트 재료를 포함하는 링을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안테나 및 상기 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 자기적으로 투명 쉘로 감싸는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어셈블리를 형성하는 단계는, 상기 디스플레이 어셈블리 내에 근거리장 통신 시스템을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어셈블리를 형성하는 단계는, 상기 디스플레이 어셈블리 내에 무선 충전 시스템을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 디스플레이 유닛; 및
    상기 디스플레이 유닛의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸고 상기 디스플레이 유닛에 커플링된 적어도 하나의 안테나를 포함하는, 디스플레이 어셈블리.
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