KR20130000246A - 휴대 단말기용 무선충전 장치 - Google Patents

휴대 단말기용 무선충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대 단말기용 무선충전 장치에 관한 것이다. 본 휴대 단말기용 무선충전 장치는, 내부에 수납공간이 형성되며, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되는 본체, 무선 에너지 전송을 위한 전송코일을 포함하는 충전 회로부, 및 수납공간에 휴대 단말기가 수납되면, 전송 코일과 휴대 단말기에 구비된 수신코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 휴대 단말기가 충전되도록 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 전자파 방출을 방지하면서 무선충전 기술을 이용하여 휴대 단말기를 충전할 수 있다.

Description

휴대 단말기용 무선충전 장치{Wireless charging device for mobile terminal}
본 발명은 휴대 단말기용 무선충전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선충전 기술을 이용하여 휴대 단말기를 충전할 수 있는 휴대 단말기용 무선충전 장치에 관한 것이다.
휴대 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화를 수행할 수 있는 기능, 정보를 입?출력할 수 있는 기능, 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다. 이러한 휴대 단말기는 그 기능이 다양화됨에 따라, 사진이나 동영상의 촬영, 음악 파일이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신, 무선 인터넷 등과 같은 복잡한 기능들을 갖추게 되었으며, 종합적인 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 이러한 멀티미디어 기기의 형태로 구현된 휴대 단말기는, 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어나 소프트웨어적 측면에서 새로운 시도들이 다양하게 적용되고 있다.
한편, 최근에는 휴대 단말기를 충전하는데 무선충전 기술이 적용되기도 한다. 무선충전 기술은, 전기에너지를 전자기 유도, 전자기 공명 또는 전자기파 형태로 무선으로 전달하여, 휴대 단말기를 무접점 방식으로 충전할 수 있는 기술을 의미한다.
그런데, 공공장소나 집에서 무선충전 기술이 적용된 무선충전 장치를 이용하여 휴대 단말기를 충전하는 경우, 전자파 발생을 차단하는 것이 필요하다. 또한, 사용 환경이나 사용자의 취향 등에 따라서는 다양한 형태의 무선충전 장치가 요청되기도 한다.
이에 따라, 전자파 발생을 차단하면서, 휴대 단말기를 무선으로 충전할 수 있는 다양한 형태의 무선충전 장치가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전자파 발생을 차단하면서 무선으로 휴대 단말기를 충전할 수 있는 다양한 형태의 휴대 단말기용 무선충전 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치는, 내부에 수납공간이 형성되며, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되는 본체, 무선 에너지 전송을 위한 전송코일을 포함하는 충전 회로부, 및 상기 수납공간에 휴대 단말기가 수납되면, 상기 전송 코일과 상기 휴대 단말기에 구비된 수신코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치는, 내부에 수납공간이 형성되며, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되는 본체, 상기 수납공간을 개폐하기 위한 덮개, 무선 에너지 전송을 위한 전송 코일을 포함하는 충전 회로부, 및 상기 수납공간에 휴대 단말기가 수납된 후, 상기 덮개가 닫힌 상태가 되면, 상기 전송 코일 및 상기 휴대 단말기에 구비된 수신 코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치는,휴대 단말기의 일 부분을 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 본체, 무선 에너지 전송을 위한 전송 코일을 포함하는 충전 회로부, 및 상기 수용홈에 상기 휴대 단말기가 수용되면, 상기 전송 코일 및 상기 휴대 단말기에 구비된 수신 코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전자파 발생을 방지하면서, 휴대 단말기를 무선으로 충전할 수 있는 여러 가지 형태의 무선충전 장치를 제공할 수 있다. 또한, 무선충전 장치에 내부를 볼 수 있는 구조를 사용하여, 휴대 단말기의 디스플레이부를 통해 표시되는 충전관련 정보를 이용할 수도 있다. 이에 따라, 사용자는 휴대 단말기에 표시되는 충전관련 정보를 이용하면서 편리하고 안정적으로 휴대 단말기를 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치를 이용하여 충전할 수 있는 휴대 단말기의 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치의 블럭 구성도,
도 3 및 도 4는 전체 삽입형 무선충전 장치에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 5 내지 도 8은 덮개형 무선충전 장치에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 9 내지 도 11은 부분 삽입형 무선충전 장치에 대한 설명에 참조되는 도면, 그리고,
도 12 내지 도 16은 덮개 패드형 무선충전 장치에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 기술되는 휴대 단말기에는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 카메라, 네비게이션, 타블렛 컴퓨터(tablet computer), 이북(e-book) 단말기 등이 포함된다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기용 무선충전 장치를 이용하여 충전할 수 있는 휴대 단말기의 블럭 구성도(block diagram)이다.
도 1을 참조하면, 휴대 단말기(100)는, 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
무선 통신부(110)는 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), 근거리 통신 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신한다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다. 방송관리 서버는, 방송 신호 및 방송 관련 정보 중 적어도 하나를 생성하여 송신하는 서버나, 기 생성된 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다.
방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다. 방송관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이 경우에는 이동통신 모듈(113)에 의해 수신될 수 있다. 방송관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다.
방송수신 모듈(111)은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송 신호를 수신하는데, 특히, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 또한, 방송수신 모듈(111)은, 이와 같은 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수 있다. 방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(113)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 휴대 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(117)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.
A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(123) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.
카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 단말기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(123)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(113)를 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크 (123)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 사용될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 휴대 단말기(100)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 사용자의 푸시 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 사용자 입력부(130)는 키를 회전시키는 조그 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식이나, 핑거 마우스 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(140)는 휴대 단말기(100)의 개폐 상태, 휴대 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 휴대 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 휴대 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 휴대 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당할 수 있다.
센싱부(140)는 감지센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145) 등을 포함할 수 있다. 감지센서(141)는 휴대 단말기(100)로 접근하는 물체나, 휴대 단말기(100)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 감지센서(141)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 감지센서(141)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
압력센서(143)는 휴대 단말기(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 압력센서(143)는 사용환경에 따라 휴대 단말기(100)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(143)가 디스플레이부(151)에 설치되는 경우, 압력센서(143)에서 출력되는 신호에 따라, 디스플레이부(151)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 압력센서(143)에서 출력되는 신호에 따라, 압력터치 입력시 디스플레이부(151)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.
모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 휴대 단말기(100)의 위치나 움직임 등을 감지한다. 모션 센서(145)에 사용될 수 있는 가속도 센서는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자로서, MEMS(micro-electromechanical systems) 기술의 발달과 더불어 널리 사용되고 있다. 가속도 센서에는, 자동차의 에어백 시스템에 내장되어 충돌을 감지하는데 사용하는 큰 값의 가속도를 측정하는 것부터, 사람 손의 미세한 동작을 인식하여 게임 등의 입력 수단으로 사용하는 미세한 값의 가속도를 측정하는 것까지 다양한 종류가 있다. 가속도 센서는 보통 2축이나 3축을 하나의 패키지에 실장하여 구성되며, 사용 환경에 따라서는 Z축 한 축만 필요한 경우도 있다. 따라서, 어떤 이유로 Z축 방향 대신 X축 또는 Y축 방향의 가속도 센서를 써야 할 경우에는 별도의 조각 기판을 사용하여 가속도 센서를 주 기판에 세워서 실장할 수도 있다.
또한, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향을 감지할 수 있다.
출력부(150)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(150)에는 디스플레이부(151), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(151)는 휴대 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 휴대 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 휴대 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(151)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
만일, 디스플레이부(151)가 터치스크린으로 구성되는 경우, 터치스크린 패널, 터치스크린 패널 제어기 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 터치스크린 패널은 외부에 부착되는 투명한 패널로서, 휴대 단말기(100)의 내부 버스에 연결될 수 있다. 터치스크린 패널은 접촉 결과를 주시하고 있다가, 터치입력이 있는 경우 대응하는 신호들을 터치스크린 패널 제어기로 보낸다. 터치스크린 패널 제어기는 그 신호들을 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송하여, 제어부(180)가 터치입력이 있었는지 여부와 터치스크린의 어느 영역이 터치 되었는지 여부를 알 수 있도록 한다.
디스플레이부(151)는 전자종이(e-Paper)로 구성될 수도 있다. 전자종이(e-Paper)는 일종의 반사형 디스플레이로서, 기존의 종이와 잉크처럼 높은 해상도, 넓은 시야각, 밝은 흰색 배경으로 우수한 시각 특성을 가진다. 전자종이(e-Paper)는 플라스틱, 금속, 종이 등 어떠한 기판상에도 구현이 가능하고, 전원을 차단한 후에도 화상이 유지되고 백라이트(back light) 전원이 없어 휴대 단말기(100)의 배터리 수명이 오래 유지될 수 있다. 전자종이로는 정전화가 충전된 반구형 트위스트 볼을 이용하거나, 전기영동법 및 마이크로 캡슐 등을 이용할 수 있다.
이외에도 디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그리고, 휴대 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 휴대 단말기(100)에 외부 디스플레이부(미도시)와 내부 디스플레이부(미도시)가 동시에 구비될 수 있다.
음향출력 모듈(153)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향출력 모듈(153)은 휴대 단말기(100)에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(155)는 휴대 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 휴대 단말기(100)에서 발생하는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력 등이 있다. 알람부(155)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. 알람부(155)는 호 신호가 수신되거나 메시지가 수신된 경우, 이를 알리기 위해 신호를 출력할 수 있다. 또한, 알람부(155)는 키 신호가 입력된 경우, 키 신호 입력에 대한 피드백으로 신호를 출력할 수 있다. 이러한 알람부(155)가 출력하는 신호를 통해 사용자는 이벤트 발생을 인지할 수 있다. 휴대 단말기(100)에서 이벤트 발생 알림을 위한 신호는 디스플레이부(151)나 음향출력 모듈(153)를 통해서도 출력될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(157)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅택 모듈(157)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(157)은 진동 외에도, 접촉 피부 면에 대해 수직 운동하는 핀 배열에 의한 자극에 의한 효과, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력을 통한 자극에 의한 효과, 피부 표면을 스치는 자극에 의한 효과, 전극(eletrode)의 접촉을 통한 자극에 의한 효과, 정전기력을 이용한 자극에 의한 효과, 흡열이나 발열이 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. 햅틱 모듈(157)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 손가락이나 팔 등의 근감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(157)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
메모리(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램, 롬 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 휴대 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 메모리(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 휴대 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 휴대 단말기(100)에 연결되는 외부기기의 예로는, 유/무선 헤드셋, 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(Memory card), SIM(Subscriber Identification Module) 카드, UIM(User Identity Module) 카드 등과 같은 카드 소켓, 오디오 I/O(Input/Output) 단자, 비디오 I/O(Input/Output) 단자, 이어폰 등이 있다. 인터페이스부(170)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 휴대 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 휴대 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
인터페이스부(170)는 휴대 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 연결된 크래들로부터의 전원이 휴대 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 휴대 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다.
제어부(180)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 휴대 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(180) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.
그리고, 전원 공급부(190)는 충전 가능한 배터리를 포함하며, 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 또한, 전원 공급부(190)는 무선충전 방식에 의해 배터리의 충전이 가능하도록, 전자기 유도, 전자기 공명 또는 전자기파 방사 등에 의해 에너지를 수신하는 수신 코일 및 충전 관련 회로를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성의 휴대 단말기(100)는 유무선 통신 시스템 및 위성 기반 통신 시스템을 포함하여, 프레임(frame) 또는 패킷(packet)을 통하여 데이터(data)를 전송할 수 있는 통신 시스템에서 동작 가능하도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선충전 장치의 블럭 구성도이다. 도 4를 참조하면, 무선충전 장치(200)는 충전 회로부(210), 통신부(220), 키입력부(230), 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
충전 회로부(210)는 전기에너지를 전자기 유도, 전자기 공명 또는 전자기파 방사 등의 형태로 무선으로 전달하기 위한 전송 코일과, 전송 코일에 에너지를 공급하기 위한 충전 회로 등을 포함한다. 통신부(220)는 무선 통신을 통해 외부 장치로 충전량, 충전 시간, 충전 효율 등과 같은 충전과 관련된 정보를 전송할 수 있다. 키입력부(230)는 사용자가 무선충전 장치(200)의 동작 제어 등을 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 그리고, 충전 제어부(240)는 상기 각부의 동작을 제어하여 무선충전 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
이와 같은 구성에 의해, 무선충전 장치(200)는 전기에너지를 전자기 유도, 전자기 공명 또는 전자기파 형태로 무선으로 전달하여, 무접점 방식으로 휴대 단말기(100)를 충전할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 무선충전 장치는 다양한 형태의 변화가 가능하다. 즉, 본체나 덮개의 형태나 재질 등에 따라 여러 가지 형태의 변화가 가능하며, 이에 따라 크게 전체 삽입형, 덮개형, 부분 삽입형, 덮개 패드형 등으로 분류할 수 있다. 또한, 이와 같은 무선충전 장치를 이용하여 폴더 타입, 바 타입, 스윙타입, 슬라이더 타입 등과 같은 여러 타입의 휴대 단말기들 무선으로 충전할 수 있다.
도 3 및 도 4는 전체 삽입형 무선충전 장치를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도 3의 (a) 및 (b)을 참조하면, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 전자파를 차단할 수 있는 재질로 형성된 본체(300)의 전면에 투명창(305)이 형성되어 있다. 본체(300)의 내부에는 휴대 단말기(100)를 수납할 수 있는 수납공간이 형성되어 있으며, 본체(300)의 일 측면에는 휴대 단말기(100)를 수납공간에 집어넣기 위한 투입구(307)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 투입구(307)를 통해 휴대 단말기(100)를 본체(300) 내부의 수납공간으로 집어넣어 충전하게 된다. 이때, 본체(300)의 전면에 배치된 투명창(305)을 통해 휴대 단말기(100)의 디스플레이부(151)에 표시되는 충전량, 충전 시간, 충전 효율 등과 같은 충전 관련정보를 볼 수 있다. 투명창(305)은 전자파 방출을 방지할 수 있도록 투명 전자파 차단 필름을 사용하여 형성할 수 있다. 충전이 완료된 휴대 단말기(100)는 자동 배출되도록 구성되거나, 혹은 본체(300)의 일 측면에 배치된 스위치(미도시)의 조작에 따라, 본체(300)의 외부로 배출되도록 구성할 수 있다.
도 4는 다른 형태의 전체 삽입형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는. 전자파를 차단할 수 있는 재질로 형성된 본체(320)의 내부에 휴대 단말기(100)를 수납할 수 있는 수납공간이 형성되어 있지만, 투명창은 형성되어 있지 않다.
이와 같은 구성에서, 투입구(327)를 통해 휴대 단말기(100)를 본체(320) 내부의 수납공간으로 집어넣으면, 충전이 시작되고, 충전이 완료되면 휴대 단말기(100)가 본체(320)의 외부로 자동 배출된다. 사용 환경에 따라서는, 통신부(220)를 통해 근거리 또는 무선 통신으로 무선충전 장치(200)와 외부 디스플레이 장치를 통신 가능하게 연결하여, 외부 디스플레이 장치에 충전 관련 정보를 표시할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 덮개형 무선충전 장치를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성된 본체(340)와, 본체(340)의 상부에 힌지 결합되는 도어형 덮개(345)를 포함한다.
이와 같은 구성에서, 휴대 단말기(100)를 본체(340) 내부의 수납공간에 넣고, 도어형 덮개(345)를 닫은 상태로 휴대 단말기(100)를 충전한다. 도어형 덮개(345)는 투명 전자파 차단필름으로 형성하면, 휴대 단말기(100)의 디스플레이부(151)에 표시되는 충전 관련 정보를 볼 수 있다. 또한, 도어형 덮개(345)에 충전을 위한 투명한 전송 코일을 더 배치하여, 고속 충전이 가능하도록 구성할 수도 있다.
도 6은 다른 형태의 덮개형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 본체(360)의 상부에 힌지 결합되는 두 개의 덮개(365, 367)를 포함한다.
본체(360)와 두 개의 덮개(365, 367)의 재질이나 구성 등은, 도 7에서 설명한 무선충전 장치와 기본적으로 동일하다.
도 7은 또 다른 형태의 덮개형 무선충전 장치를 나타낸 것이다, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 본체(380)의 상부에 결합되는 덮개(385)를 말거나 펼 수 있는 형태이다. 즉, 덮개(385)를 슬라이딩 방식으로 이동하여 본체(380)에 형성된 수납공간을 개폐할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 휴대 단말기(100)를 본체(380) 내부의 수납공간에 넣고, 덮개(385)를 잡아당겨 수납공간을 덮으면, 충전이 시작된다. 본체(380)와 덮개(385)의 재질이나 구성 등은, 도 7에서 설명한 무선충전 장치와 기본적으로 동일하다.
도 8은 또 다른 형태의 덮개형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 8의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 본체(400)에 형성된 수납공간을 개폐하는 덮개(405)를 병풍 형태로 접거나 펼칠 수 있는 형태이다.
이와 같은 구성에서, 휴대 단말기(100)를 본체(400) 내부의 수납공간에 넣고, 덮개(405)를 펼쳐서 수납공간을 닫힌 상태로 하면, 충전이 시작된다. 마찬가지로, 본체(400)와 덮개(405)의 재질이나 구성 등은, 도 7에서 설명한 유형의 무선충전장치와 기본적으로 동일하다.
도 9 내지 도 11은 부분 삽입형 무선충전 장치를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는, 본체(440)의 상부에 휴대 단말기(100)의 일부를 수용할 수 있는 수용홈(425)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 수용홈(425)에 휴대 단말기(100)의 일부가 수용되면, 충전이 시작된다. 이때, 외부로 노출된 휴대 단말기(100)의 디스플레이부(151)를 이용하여 충전 관련 정보를 표시할 수 있다. 또한, 휴대 단말기(100)의 하단에 수신 코일을 배치하여, 충전시 방출되는 전자파를 최소화할 수 있다.
그리고, 휴대 단말기(100)의 전면과 후면에 각각 수신 코일을 배치하여, 고속 충전이 가능하도록 구성할 수도 있다.
도 10은 다른 형태의 부분 삽입형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 10의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는 본체(440)의 측면에 수용홈(445)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 휴대 단말기(100)를 측면의 수용홈(445)에 결합하여 충전할 수 있다.
도 11은 또 다른 형태의 부분 삽입형 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 11의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는 본체(460)의 상부와 측면에 각각 수용홈(465, 467)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 상부 혹은 본체(460)을 회전시켜 하부 방향으로 휴대 단말기(100)를 결합하거나, 본체(460)의 측면에 형성된 수용홈(467)에 결합하여 충전할 수 있다.
이와 같은 부분 삽입형 무선충전 장치의 경우, 휴대 단말기(100)의 전면뿐만 아니라 후면에서 충전을 수신 코일을 배치하고, 이에 대응하는 수용홈의 위치에 전송 코일을 배치하여, 고속 충전이 가능하도록 구성할 수 있다.
도 12는 워치폰 타입의 휴대 단말기를 위한 무선충전 장치를 나타낸 것이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 본체(480)에 휴대 단말기(100)의 메인부 형태에 대응하는 수납홈(485, 487)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 워치폰 타입의 휴대 단말기(100)의 메인부를 수납홈(485, 487)에 안착시키면 충전이 시작된다. 충전관련 정보는 휴대 단말기(100)의 디스플레이부를 통해 표시할 수 있다.
도 13 내지 도 15는 덮개 패드형 무선충전 장치를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도 13의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 유형에 속하는 무선충전 장치는 전자파를 차폐할 수 있는 플렉서블한 재질로 형성된 본체(500)에 휴대 단말기(100)를 놓고, 덮개(505)를 덮어 충전할 수 있다. 이때, 덮개(505)를 전자파를 차폐할 수 있는 투면 재질로 형성하여, 휴대 단말기(100)의 디스플레이부(151)에 표시되는 충전 관련 정보를 볼 수 있다.
또한, 충전을 위한 전송 코일을 본체(500) 및 덮개(505)에 모두 배치하고, 이에 대응하여 휴대 단말기(100)의 전면 및 후면에서 수신 코일을 배치하여, 고속 충전이 가능하도록 구성할 수 있다.
도 14의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 슬라이드 타입의 휴대 단말기의 경우, 휴대 단말기(100)를 열린 상태로 충전하면, 더욱 빠른 속도로 충전이 가능하도록 구성할 수 있다. 즉, 슬라이드 타입의 휴대 단말기(100)의 제1 바디(100A)의 뒷면과 제2 바디(100B)의 뒷면에 각각 수신 코일을 배치하여, 일반적인 충전의 경우 제1 바디(100A)가 제2 바디(100B)와 중첩되게 배치된 상태인 닫힌 상태로 충전하고, 고속 충전이 필요한 경우, 제1 바디(100A)가 제2 바디(100B)의 적어도 일 부분을 노출한 상태인 열린 상태로 충전할 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같은 본체(520)에 휴대 단말기(100)를 놓고, 덮개(525)를 내리는 구조의 무선충전 장치도 가능하다.
이외에도 본체에 휴대 단말기를 끼우는 슬롯 방식의 구성, 본체와 휴대 단말기의 모서리에 자석을 붙여 서로 탈부착이 가능한 구성, 본체에 휴대 단말기를 밀어 넣는 구성 등도 가능하다. 이와 같이 다양한 형태의 무선충전 장치를 이용하여 휴대 단말기를 전자파 발생을 방지하면서 고속으로 충전할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110 : 무선 통신부 120 : A/V 입력부
130 : 사용자 입력부 140 : 센싱부
150 : 출력부 151 : 디스플레이부
160 : 메모리 170 : 인터페이스부
180 : 제어부 200 : 무선충전 장치

Claims (10)

  1. 내부에 수납공간이 형성되며, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되는 본체;
    무선 에너지 전송을 위한 전송코일을 포함하는 충전 회로부; 및
    상기 수납공간에 휴대 단말기가 수납되면, 상기 전송 코일과 상기 휴대 단말기에 구비된 수신코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 적어도 일 영역에는 투명 전자파 차단 필름을 이용한 투명창이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기의 충전과 관련된 정보를 무선 통신을 통해 외부 디스플레이 장치로 전송하는 통신부를 더 포함하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  4. 내부에 수납공간이 형성되며, 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되는 본체;
    상기 수납공간을 개폐하기 위한 덮개;
    무선 에너지 전송을 위한 전송 코일을 포함하는 충전 회로부; 및
    상기 수납공간에 휴대 단말기가 수납된 후, 상기 덮개가 닫힌 상태가 되면, 상기 전송 코일 및 상기 휴대 단말기에 구비된 수신 코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 본체의 상부에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 덮개는 슬라이딩 이동되어 상기 수납공간을 개폐하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 덮개는 투명 전자파 차단 필름을 이용한 투명 덮개인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 덮개에 상기 전송 코일이 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  9. 휴대 단말기의 일 부분을 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 본체;
    무선 에너지 전송을 위한 전송 코일을 포함하는 충전 회로부; 및
    상기 수용홈에 상기 휴대 단말기가 수용되면, 상기 전송 코일 및 상기 휴대 단말기에 구비된 수신 코일을 통해 전기에너지를 무선으로 전달하여, 상기 휴대 단말기가 충전되도록 상기 충전 회로부를 제어하는 충전 제어부를 포함하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 본체의 상부 및 측면 중 적어도 한 곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 무선충전 장치.
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