KR20130119837A - 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치 - Google Patents

초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치에 관한 것으로서, 수용부를 구비하는 패키징; 유연 힌지를 이용하여 상기 패키징의 주연부와 결합하여 상기 패키징을 밀봉하는 수신 진동판; 상기 수신 진동판의 하면에 형성되고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자; 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 회로 기판; 및 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 회로 기판에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 이차전지를 포함하고, 상기 패키징, 상기 유연 힌지 및 상기 수신 진동판은 티타늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치{Ultrasonic Rechargeable Battery Module and Ultrasonic Rechargeable Battery Apparatus of Polyhedral Structure Including Thereof}
본 발명은 대표적인 인체 조직인 피부, 근육층 또는 지방층을 잘 통과하는 초음파를 이용하여 무선으로 인체 외부에서 내부로 전기 에너지를 전송하고, 전송된 전기 에너지를 이차전지에 충전하여 이차전지를 독립된 전원 모듈로 사용할 수 있는 초음파 충전 전원 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 적합한 패키징 구조를 가지고, 패키징에 따라 에너지 전달 효율이 저감되지 않는 소자 구조를 가지며, 내부에 전극배선이 원활하게 배치된 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치에 관한 것이다.
미국등록특허 제6,798,716 B1호(System and Method for wireless electrical power transmission, Arthur Charych, BC system Inc.)는 초음파를 이용하여 무선으로 전력(에너지)을 전달하는 방법을 개시하고 있다. 상기 특허에서는 초음파 발생장치를 배열하고, 배열된 초음파 발생 장치들의 위상을 제어하여 중앙으로 빔을 모으는 방법과 배열된 초음파 발생 장치들의 위상 제어를 통해 빔의 방향을 조정하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 미국공개특허 제2010/0164433A1호(wireless battery charging systems, battery systems and charging apparatus, Anand Janefalkar, Motorola Inc.)는 초음파 발생 장치를 이용하여 배터리를 충전하는 휴대 단말기를 개시하고 있다.
상기 특허들은 초음파를 이용한 무선 전력 전송 기술을 개시하고 있으나, 인체에 적합하고 삽입 가능한 구조의 초음파 수신 장치에 대한 구체적인 기술을 개시하고 있지 않다. 즉, 초음파 수신 장치가 인체에 적합하고 삽입 가능한 구조를 가지기 위해서는, 패키징된 소재가 인체에 적합한 소재로 이루어져야 하고, 초음파 진동에너지가 전달될 때 패키징으로 인한 감소 효과가 작아야 한다. 이러한 관점에서 국내공개특허 제2005-0062897호(초음파 거리측정 장치)는 오목한 형상의 고지향성 구조중심의 일반 거리측정용으로 사용되는 초음파 거리측정 장치를 개시하고 있으나, 인체 삽입을 위한 패키징을 고려하고 있지 않다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인체에 적합하고 삽입 가능한 구조의 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 패키징에 의해 에너지 변환 성능이 영향을 받지 않는 구조의 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 내부 회로와 압전 소자 간의 연결이 용이하여 제작시 어려움이 없는 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 제공한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈은, 수용부를 구비하는 패키징; 유연 힌지를 이용하여 상기 패키징의 주연부와 결합하여 상기 패키징을 밀봉하는 수신 진동판; 상기 수신 진동판의 하면에 형성되고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자; 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 회로 기판; 및 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 회로 기판에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 이차전지를 포함하고, 상기 패키징, 상기 유연 힌지 및 상기 수신 진동판은 티타늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 초음파 수신 소자는, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자; 및 임피던스 매칭을 통해 상기 압전 소자의 진동을 돕는 매칭층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유연 힌지의 길이방향의 길이와 병진방향의 길이는 상기 압전 소자의 포아송 비에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수신 진동판과 상기 압전 소자가 직접 접촉하는 경우, 상기 수신 진동판은 전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 매칭층이 부도체인 경우, 상기 수신 진동판과 상기 압전 소자가 상기 매칭층의 중간에 형성된 홀을 통과하는 스프링 구조의 전선을 이용하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유연 힌지는 곡률 형태 또는 지그재그 형태인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 회로 기판은, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 충전 회로부; 상기 이차전지가 과충전되는 것을 방지하는 과충전 방지 회로부; 및 상기 이차전지에 충전되는 전압과 상기 이차전지에 충전된 전압량을 포함하는 전압 정보를 초음파를 이용하여 외부 장치로 전송하는 마이컴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 충전 회로부는, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 정류하는 정류 회로; 및 상기 정류 회로에 의해 정류된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 유지하는 컨버터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치는, 적어도 한 면에 초음파 충전 전원 모듈이 형성되어 있는 다면체 구조물을 포함하되, 상기 초음파 충전 전원 모듈은, 수용부를 구비하는 패키징; 유연 힌지를 이용하여 상기 패키징의 주연부와 결합하여 상기 패키징을 밀봉하는 수신 진동판; 상기 수신 진동판의 하면에 형성되고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자; 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 회로 기판; 및 상기 패키징 내에 형성되고, 상기 회로 기판에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 이차전지를 포함하고, 상기 패키징, 상기 유연 힌지 및 상기 수신 진동판은 티타늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 초음파 수신 소자는, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자; 및 임피던스 매칭을 통해 상기 압전 소자의 진동을 돕는 매칭층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유연 힌지의 길이방향의 길이와 병진방향의 길이는 상기 압전 소자의 포아송 비에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유연 힌지는 곡률 형태 또는 지그재그 형태인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다면체 구조물은, 적어도 어느 한 면에 초음파를 이용하여 특정 정보를 측정하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다면체 구조물은, 적어도 어느 한 면에 초음파를 이용하여 통신을 수행하는 초음파 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 티타늄 합금을 이용하여 초음파 수신 소자, 회로 기판 및 이차전지가 하나로 패키징된 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 제공함으로써, 초음파를 이용하고 인체에 적합하며 삽입 가능한 구조의 무선 충전 전원 모듈을 제공하고, 초음파를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자의 성능을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 초음파 수신 소자, 회로 기판 및 이차전지를 패키징하는 티타늄 합금을 전극으로 이용하는 초음파 충전 전원 모듈 및 이를 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 제공함으로써, 초음파 수신 소자를 구성하는 압전 소자와 내부 회로 간의 전기적 연결이 용이하여 인체 내부에 원활하게 삽입될 수 있는 무선 충전 전원 모듈을 제공한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도 및 단면도,
도 3은 유연 힌지의 길이 비율과 압전 소자의 포아송 비와의 관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 유연 힌지의 다양한 형상 및 길이 조합을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 구성을 나타낸 단면도,
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈을 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 적용예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도 및 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)은 패키징(110), 수신 진동판(120), 유연 힌지(130), 초음파 수신 소자(140), 회로 기판(150) 및 이차전지(160) 등을 포함한다.
패키징(110)은 회로 기판(150) 및 이차전지(160) 등을 수용하는 수용부(112)를 구비하고, 인체에 적합성이 뛰어난 티타늄 합금으로 이루어진다.
수신 진동판(120)은 유연 힌지(130)를 이용하여 패키징(110)의 주연부에 결합되어 패키징(110)을 밀봉한다. 수신 진동판(120)은 패키징(110)과 마찬가지로 티타늄 합금으로 이루어진다.
본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)은 티타늄 합금 소재를 이용하여 패키징되더라도 초음파가 패키징 내부에 있는 압전 소재로 원활히 전달되게 하기 위해 압전 소재의 진동을 원활히 해주는 유연 힌지(130)를 포함한다. 유연 힌지(130)는 티타늄 합금으로 이루어지고, 패키징(110)과 수신 진동판(120)을 연결한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 후술하는 압전 소자(142)는 상하로 진동할 때 재료의 고유한 값인 포아송 비율을 가진 채 수축/팽창하게 된다. 압전 소자(142)의 포아송 비는 다음의 수학식 1과 같이 병진방향과 길이방향의 늘어난 길이(Strain)의 비율로 정의된다.
Figure pat00001
포아송 비는 압전 소자(142)의 소재(이하, '압전 소재'라 칭함)에 따라 0.15~0.48에 이르기까지 다양하다. 압전 소재의 포아송 비는 대략 0.34 정도이다. 따라서, 본 발명에 따른 유연 힌지(130)가 진동시 발생하는 포아송 비에 의거하여 형성되는 경우, 초음파 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자(140)의 성능을 최적화할 수 있다. 일반적으로 유연 힌지(130)가 얇은 판이라고 가정할 때 판의 강성(Stiffness)은 수학식 2와 같이 길이의 3승에 비례한다.
Figure pat00002
포아송 비와 유연 힌지(130)의 길이방향 및 병진방향의 길이의 관계를 구하면 수학식 3과 같고, 수학식 3을 만족하는 유연 힌지(130)를 구성하면 티타늄 합금으로 패키징된 초음파 무선 충전 모듈의 성능을 최적화할 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
도 4에 도시된 바와 같이, 길이방향의 강성을 결정하는 Ll을 고정한 구조에서는 병진방향의 강성을 포아송 비율대로 맞추기 위해서 다양한 병진방향의 길이 조합이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 유연 힌지(130)는 수학식 3을 만족하는 경우 곡률 형태 또는 지그재그 형태 등의 다양한 형상으로 구현될 수 있고, 그 형상이 다양하더라도 같은 원리로 구동된다.
초음파 수신 소자(140)는 수신 진동판(120)의 하면에 형성되어, 외부의 초음파 송신 장치로부터 초음파를 수신하고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 이를 위해, 초음파 수신 소자(140)는 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자(142) 및 임피던스 매칭을 통해 압전 소자(142)의 진동을 돕는 매칭층(144)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압전 소자(142)와 매칭층(144)이 순차적으로 적층되어 수신 진동판(120)과 압전 소자(142)가 직접 접촉하는 경우, 수신 진동판(120)이 티타늄 합금으로 이루어져 있으므로, 수신 진동판(120)은 전극으로 사용될 수 있다. 이때, 매칭층(144)은 임피던스가 높은 소재, 바람직하게는 금속성을 띠는 소재로 이루어져 전극으로 사용된다.
회로 기판(150)은 패키징(110) 내에 형성되고, 초음파 수신 소자(140)에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환한다. 이를 위해, 회로 기판(150)은 초음파 수신 소자(140)에 의해 변환된 전기 에너지를 정류하는 정류 회로(152) 및 정류 회로(152)에 의해 정류된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지(예컨대, 4V급의 경우 4.0~4.5V)로 유지하는 컨버터 회로(154)를 포함하는 충전 회로부를 포함할 수 있다. 여기서, 정류 회로(152)는 풀 브릿지 정류기(Full Bridge Rectifier)이다.
이외에도, 회로 기판(150)은 이차전지(160)가 과충전되는 것을 방지하는 과충전 방지 회로부(미도시) 및 이차전지(160)에 충전되는 전압과 이차전지(160)에 충전된 전압량을 포함하는 전압 정보를 초음파를 이용하여 외부 장치로 전송하는 마이컴부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 회로 기판(150)은 스프링 구조의 전선(172)을 이용하여 매칭층(144)과 전기적으로 연결된다.
이차전지(160)는 패키징(110) 내에 형성되고, 회로 기판(150)에 의해 변환된 전기 에너지를 저장한다.
따라서, 본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)에서 초음파 수신 소자(140), 회로 기판(150) 및 이차전지(160)는 패키징(110) 및 수신 진동판(120)을 이용하여 하나의 패키징 형태로 구현된다.
기존에 전자기 공진 방식을 이용한 무선 전력 수신 장치는 티타늄 합금 소재로 패키징되는 경우 전자기파가 내부로 전달되지 않아 전력 수신 자체가 어려운 반면, 본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)은 초음파를 사용하므로 티타늄 합금 소재로 패키징되더라도 초음파에 의해 발생된 진동 에너지가 피부를 통해서 패키징 내부에 있는 압전 소자(142)까지 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈(200)에서 매칭층(144)은 압전 소자(142)의 상부에 위치한다. 이때, 매칭층(144)이 전기적 도체인 경우 수신 진동판(120)과 직접 연결되어 사용될 수 있지만, 매칭층(144)이 전기적 부도체인 경우 수신 진동판(120)과 압전 소자(142)가 매칭층(144)의 중간에 형성된 홀을 통과하는 스프링 구조의 전선(174)을 이용하여 전기적으로 연결된다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈을 포함하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
초음파 발생 장치가 일정한 방향으로 초음파를 발생하는 경우, 수신되는 면은 달라질 수 있다. 따라서, 수신되는 면의 방향성의 자유로움을 위해서 한 면에서만 초음파를 수신하는 것이 아니라 다수의 면에서 초음파를 수신할 수 있는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치를 고려해볼 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치(600)는 다면체 구조물의 적어도 한 면에 초음파 충전 전원 모듈이 장착된다. 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치(600)는 다수의 초음파 충전 전원 모듈에서 발생되는 전기 에너지 중 가장 큰 전기 에너지를 선택하여 저장하거나, 다수의 초음파 충전 전원 모듈에서 발생되는 전기 에너지를 모두 저장할 수 있다. 바람직하게는, 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치(600)는 다수의 초음파 충전 전원 모듈에서 발생되는 전기 에너지 중 가장 큰 전기 에너지를 선택하여 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치(600)는 각 면이 기능적으로 분리되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치(600)에서 하나의 면에는 외부로부터 전달되는 초음파를 전기 에너지로 변환하여 충전하는 초음파 충전 전원 모듈(100)이 장착되고, 다른 면에는 초음파를 이용하여 거리를 측정하거나 인체 내부의 피의 흐름, 혈압 등을 측정하는 초음파 센서(300)가 장착되며, 또 다른 면에는 초음파를 매개주파수(Carrier Frequency)로 사용하여 초음파 충전 전원 모듈 내부의 충전 상태 정보나 초음파 센서를 이용하여 측정된 센싱 정보를 외부로 전달하는 초음파 통신 모듈(400)이 장착될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 충전 전원 모듈의 적용예를 보여주는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 초음파 송신 장치(800)는 인체 외부에 위치하여 전기 에너지를 초음파로 변환한다.
본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)은 초음파 송신 장치(800)로부터 수신한 초음파를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자(140), 초음파 수신 소자(140)에 의해 변환된 전기 에너지를 정류하는 정류 회로(152), 정류 회로(152)에 의해 정류된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 유지하는 컨버터 회로(154) 및 컨버터 회로(154)에 의해 유지되는 전기 에너지를 저장하는 이차전지(160) 등을 포함한다. 여기서, 초음파 수신 소자(140), 정류 회로(152), 컨버터 회로(154) 및 이차전지(160)는 티타늄 합금을 이용하여 하나로 패키징된다. 이차전지(160)에 저장된 전기 에너지는 향후 의료기기 제어부(900)가 의료기기를 제어하는 데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 초음파 충전 전원 모듈(100)은 인체 내에 삽입될 수 있다. 또한, 초음파 충전 전원 모듈(100)은 초음파를 사용하므로 티타늄 합금을 이용하여 패키징되더라도 초음파에 의해 발생된 진동 에너지가 피부를 통해서 패키징 내부에 있는 압전 소재까지 전달될 수 있다.
본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
110: 패키징 112: 수용부
120: 수신 진동판 130: 유연 힌지
140: 초음파 수신 소자 142: 압전 소자
144: 매칭층 150: 회로 기판
160: 이차전지

Claims (14)

  1. 수용부를 구비하는 패키징;
    유연 힌지를 이용하여 상기 패키징의 주연부와 결합하여 상기 패키징을 밀봉하는 수신 진동판;
    상기 수신 진동판의 하면에 형성되고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자;
    상기 패키징 내에 형성되고, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 회로 기판; 및
    상기 패키징 내에 형성되고, 상기 회로 기판에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 이차전지;
    를 포함하고, 상기 패키징, 상기 유연 힌지 및 상기 수신 진동판은 티타늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초음파 수신 소자는,
    초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자; 및
    임피던스 매칭을 통해 상기 압전 소자의 진동을 돕는 매칭층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유연 힌지의 길이방향의 길이와 병진방향의 길이는 상기 압전 소자의 포아송 비에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신 진동판과 상기 압전 소자가 직접 접촉하는 경우, 상기 수신 진동판은 전극으로 사용되는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 매칭층이 부도체인 경우, 상기 수신 진동판과 상기 압전 소자가 상기 매칭층의 중간에 형성된 홀을 통과하는 스프링 구조의 전선을 이용하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유연 힌지는 곡률 형태 또는 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판은,
    상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 충전 회로부;
    상기 이차전지가 과충전되는 것을 방지하는 과충전 방지 회로부; 및
    상기 이차전지에 충전되는 전압과 상기 이차전지에 충전된 전압량을 포함하는 전압 정보를 초음파를 이용하여 외부 장치로 전송하는 마이컴부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 충전 회로부는,
    상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 정류하는 정류 회로; 및
    상기 정류 회로에 의해 정류된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 유지하는 컨버터 회로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 충전 전원 모듈.
  9. 적어도 한 면에 초음파 충전 전원 모듈이 형성되어 있는 다면체 구조물;
    을 포함하되,
    상기 초음파 충전 전원 모듈은,
    수용부를 구비하는 패키징;
    유연 힌지를 이용하여 상기 패키징의 주연부와 결합하여 상기 패키징을 밀봉하는 수신 진동판;
    상기 수신 진동판의 하면에 형성되고, 초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초음파 수신 소자;
    상기 패키징 내에 형성되고, 상기 초음파 수신 소자에 의해 변환된 전기 에너지를 기설정된 크기의 전기 에너지로 변환하는 회로 기판; 및
    상기 패키징 내에 형성되고, 상기 회로 기판에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 이차전지;
    를 포함하고, 상기 패키징, 상기 유연 힌지 및 상기 수신 진동판은 티타늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 초음파 수신 소자는,
    초음파에 의해 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자; 및
    임피던스 매칭을 통해 상기 압전 소자의 진동을 돕는 매칭층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유연 힌지의 길이방향의 길이와 병진방향의 길이는 상기 압전 소자의 포아송 비에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 유연 힌지는 곡률 형태 또는 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 다면체 구조물은,
    적어도 어느 한 면에 초음파를 이용하여 특정 정보를 측정하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 다면체 구조물은,
    적어도 어느 한 면에 초음파를 이용하여 통신을 수행하는 초음파 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다면체 구조의 초음파 충전 전원 장치.
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